ムーアの法則（Moore's Law）。半導体産業で最も有名な理論の一つです。 Intelの共同創設者であるGordon Mooreが提示した法則で、集積回路に搭載できるトランジスタ数が18～24ヶ月ごとに2倍に増えるという理論です。これは集積回路性能が約2年ごとに2倍になり、価格は半分に落ちるという意味です。
今日では、このムーアの法則が依然として有効なのか、それとも過去の理論なのかを考えて、いくつかの見解が出ています。 NVIDIAのCEOジェンソン・ファンは、近年、「ムーアの法則は死んだ」と述べた。一方、IntelとAMDの経営陣は依然として有効であると見ています。しかし最近、Googleが明らかにしたレポートによるムーアの法則は死んだと見るNVIDIAの見方をより裏付けています。
半導体企業であるMonolithic 3DのCEO、Zvi Or-Bachは最近、1つのレポートを発行しました。その内容によると、1億個のトランジスタのコストは、2014年28nm以降、停滞して改善されていません。同報告書の主張は、GoogleのICパッケージング部門の首長であるMilind Shahが、過去のIEDM 2023会議で確認しました。彼は、TSMCが2012年の28nmプレーンプロセス技術の量産以来、トランジスタ1億個当たりのコストが減少するというところではなく、上がったと指摘しました。
Google の調査結果では、トランジスタのコスト増加率は 28 nm で停止し、世代間の変動はわずかであった。ファウンドリ業界は、技術の進歩とともに微細なプロセスで収益の減少に懸念を着実に提起しました。 7nm、5nm、3nmに続き、今ではオングストローム（Ångström、1オングストローム= 0.1ナノメートル）時代を見ています。しかし、このような微細加工に使われるコア機器、代表的にASML露光装置は2億ドル以上と非常に高価であり、ファブに入る機器も非常に複雑になります。そのため、最先端のファウンドリファブ構築には200億～300億ドルが必要です。
このようにコスト削減の効果はすでに長い間終わっていますが、なぜ半導体業界は微細なプロセスを追求し続けているのでしょうか。システムレベルの利点があるからです。 Nvidiaの上級科学者Bil Dallyの写真を見ると、理解が速いです。その図を見ると、チップ内部でデータを処理するよりも、チップ外の他のデバイスと情報をやり取りするために、より大きなエネルギーが使用されます。つまり、効率が落ちるんです。
そのため、今日のCPUとGPUはより微細なプロセスを追求し、さらにさまざまなコンポーネントがより密接に統合され、パフォーマンスはもちろん効率が向上します。しかし、ロジック半導体とは異なり、メモリ半導体（SRAM、DRAM、NAND）は非常に異なるプロセスによって製造されています。異なるウェハで製造され、微細加工に制限があります。悪いことに、SRAMスケーリングは5nmプロセスで停止しました。
このような状況に基づいて、なぜ最近では半導体業界は、プロセス微細化ではなく、チップレットなどの複数のチップを1つに接続する方法で発展しているのかを理解できます。 AMDとTSMCは、これらのチップレット、ハイブリッドボンディング技術を活用してコンピューティング性能を高めています。
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