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半導体の進歩はムーアの法則に従ってこれまで順調に進んできた。だがこの法則はあとどれくらい有効なのだろうか?NVIDIAは繰り返しムーアの法則の死を宣言しているが、AMDとIntelは、ムーアの法則は遅くなっただけであり、数々の技術革新によって新製品が顧客が期待する性能向上を維持できると考えている。

MITは最近、Intelの最高経営責任者(CEO)Pat Gelsinger氏が、ムーアの法則がまもなく終わるかもしれないという最近の主張についてコメントした今年初めの講演のビデオを掲載した。Gelsinger氏は、60年近くチップ生産を導いてきたこの法則はまだ有効だと考えているが、最近は通常のペースを維持できていないと認めている。

ムーアの法則とは、1965年にIntelの共同創業者である故Gordon Moore氏が提唱したもので、回路基板上の1平方インチあたりのトランジスタ数が2年ごとに約2倍になるというものである。それ以来、この法則はほぼ堅持されており、確実な性能向上を可能にしている。

NVIDIA社CEOのJensen Huang氏が2017年以降何度も主張しているように、ムーアの法則が終わるとすれば、より高速なデバイスを製造するには、理論上、より多くのトランジスタにより多くの電力を投入する必要があり、コストとエネルギー消費が大幅に上昇することになる。Huang氏が2022年にムーアの法則の終焉を宣言したのは、同社のグラフィックスカードRTX 3000からRTX 4000への価格上昇に対する批判に応えるためだった。

Gelsinger氏はMITで講演し、最近のトランジスタの倍増速度は2年ではなく3年に近いと述べ、ムーアの法則の “黄金時代”が終わったことを認めた。半導体工場のコスト上昇がその中心的要因である。

Gelsinger氏は、最新の半導体工場にかかるコストは、ここ7、8年で約100億ドルから200億ドルに膨れ上がったと指摘した。コンサルティング会社のIBSも最近、2nmファブのコストは約280億ドルで、3nm施設より50%高くなると予測している。EUVリソグラフィ・ツールの必要性が高まっていることが、費用増大の主な原因である。

性能の向上を達成するのが難しくなっているため、Intel、AMD、TSMC、Samsung、さらにはNVIDIAなどの企業は、効率を高めるための工夫を凝らしている。Gelsinger氏は、3Dパッケージング、ゲートオールアラウンド(GAA)トランジスタ、バックサイドパワーデリバリー(BSPDN)、リソグラフィの進歩などの革新について言及し、AMDのコメントと同じことを述べた。

ハードウェアメーカーはまた、チップレットベースの設計を採用し始めている。チップレットベースの設計は、1つの製品に複数の半導体プロセスノードを搭載できるようにすることで、柔軟性を高めている。NVIDIAはAIと機械学習の主要な推進者となっており、ゲーム性能を劇的に向上させるアップスケーリング技術を導入している。

Gelsinger氏は、Intelは2030年までに、1パッケージあたり1,000億トランジスタから1兆トランジスタに進歩させたいと宣言している。TSMCもチップパッケージング技術の進展によって、2030年までに1兆トランジスタを搭載したチップの実現を目指しているようだ。


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