電子デバイス／半導体集積回路

１４．まとめ

　前項で説明したようにＩＧＦＥＴ集積回路の微細化は大きな意味をもっていることがわかりました。そこで２０世紀後半は微細化に向けた開発が集中的に行われました。その指針となったのがよく知られるムーアの法則です。

　ムーアの法則はインテル社の創業者の一人であるゴードン・ムーア（Gordon Moore）によって1965年に唱えられました(1)。これは１チップ上に集積されるトランジスタの数が 18ヶ月（１年半）で倍増するという経験則です。数年後には18ヶ月より24ヶ月（２年）で倍増の方が実情に合うと修正されています。

　式で書くと、ｎ年後のトランジスタ数の倍増率ｐは

\[p=2^{n/2}\]

となります。

　実際のマイクロプロセッサにおけるトランジスタ数の推移は何と５０年近くもムーアの法則に沿って増大してきました。その変化の概略は図１４－１に示す直線で示されます。実際のよく知られたマイクロプロセッサのデータ(2)を２、３抽出してプロットしてみると、この直線上によく乗っていることがわかります。

　しかし、2010年代半ば以降、どうもこれ以上はこの法則が成り立つのは無理ではないかと言われるようになっています。チップ上の最小のパターン寸法が10ｎｍに近づくまでになってきたからです。数ｎｍといえば原子数個分のサイズに相当するわけで、チャンネル長や配線の線幅がこのようなサイズになるとデバイスとしての機能を果たすのは難しくなると思われます。

　こうなってくると、トランジスタの原理から変えていかないと課題は解決できないように思われます。すでにいくつかの研究が試みられていますが、どんなデバイスが次世代を切り開くかはまだ見えていません。

(1)G.E.Moore, "Cramming more components onto integrated circuits", Electronics Vol.38, No.8 (1965) (2)https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count