半導体の微細化とムーアの法則とは？はんどうたいのびさいかとむーあのほうそく
半導体の微細化とムーアの法則とは、チップ上に集積するトランジスタの密度を高める技術の進歩と、「集積度はおよそ1.5〜2年で倍になる」という経験則。長らく性能向上と低価格化を支えてきたが、リーク電流と発熱の制約から動作周波数の向上が先に頭打ちとなり、性能を伸ばす手段はマルチコア化・積層・チップレットへ移っている。
最終更新：2026-10-06
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微細化の旨みは本来、寸法を縮めると同時に電圧としきい値も下げれば消費電力密度が一定に保たれるというデナードスケーリングにあった。電源電圧をこれ以上下げるとリーク電流とばらつきが効いてきて成立しなくなり、この関係は先に崩れた。以後は、面積あたりのトランジスタは増えるのに全部を同時に動かすと電力が足りない（ダークシリコン）状況になり、用途別のアクセラレータを載せて必要なときだけ動かす方向へ向かっている。組込みSoCが専用IPを大量に抱える構成になったのは、この流れの帰結である。
具体例
MCUの世代交代にも同じ力学が働く。40nmや28nmの組込みフラッシュ混載プロセスへ移ると同じ面積に載るコードとRAMは増えるが、これより微細な世代では混載フラッシュが作りにくく、MRAMやPCMといった別の不揮発メモリへ置き換える動きが出ている。世代ごとに内蔵メモリの構成が変わるのは、性能ではなくこの製造上の制約が理由である。
試験での引っ掛け
ムーアの法則が述べるのは集積度（トランジスタ数）の伸びであって、動作周波数や処理性能が倍になるという法則ではない。物理法則でもなく経験則にすぎないので、継続も保証しない。また「◯nmプロセス」の数字はいまや実際の物理寸法を表さない世代の呼称なので、数字の大小だけでベンダをまたいで比較することはできない。
関連用語
出典・参考
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。