最後更新:2026年10月22日製程節點・元件結構製程節點・電晶體中國大陸:晶体管密度(MTr/mm²)

電晶體密度是什麼(MTr/mm²)

Transistor Density

電晶體密度是以百萬個為單位的 MTr/mm²,表示晶片每1mm² 能放入多少電晶體的指標。依計算的電路不同數值差異很大,因此2017年 Intel 提出把小型邏輯電路與大型電路以6比4加權的計算方法。實際產品晶片的密度會比這個值低。

目錄7 項
  1. 定義與原理
  2. 圖解
  3. 常見問題
  4. 相關企業
  5. 相關用語
  6. 比較文章
  7. 資料來源

定義與原理

電晶體密度是表示晶片每1mm² 能放入多少電晶體的指標,一般以百萬個(Mega Transistor)為單位的 MTr/mm² 表示。在節點名稱已不代表實際尺寸的現在,它與 CPP、金屬間距並列,常用來比較製程的微縮程度與積體度。

問題在於,即使是同一製程,計算哪種電路會使數值差異很大。把電晶體塞得很滿的簡單電路,與導線複雜的電路,密度差了好幾倍。因此2017年 Intel 的 Mark Bohr 提出,把小型邏輯電路(NAND2)與大型電路(附掃描的正反器)的密度以6比4加權平均的計算方法,廣泛作為比較製程的參考。推估值方面,5nm 世代約為每1mm² 1億數千萬個。

不過,實際產品晶片的密度會比這個值低很多。因為晶片除了邏輯電路,還包含密度不同的 SRAM、類比電路與輸入輸出電路,也需要導線用的空隙。特別是 SRAM 在近年世代的微縮趨緩,密度不像邏輯電路那樣提高。比較發表的密度時,必須確認是哪種計算方法、是邏輯電路還是 SRAM。

圖解

顯示 NAND2、正反器、SRAM、產品晶片整體的電晶體密度看法不同的表

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公開的密度含推估值,計算方法有時依公司而不同。

電晶體密度(MTr/mm²)的常見問題

為什麼產品晶片的電晶體密度較低?
產品晶片除了邏輯電路,還包含密度不易提高的 SRAM、類比電路與輸入輸出電路等,也需要導線與電源用的空隙。比較製程使用的密度是由小型邏輯元件計算出的值,整顆晶片的平均密度會比較低。
電晶體密度和摩爾定律有什麼關係?
摩爾定律是晶片能積體的電晶體數大約每2年增加1倍的經驗法則。電晶體密度可說是以單位面積表示其進展程度的指標。近年只靠縮小尺寸已不易提高密度,正以結構改良與堆疊提高密度。

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資料來源

  1. TSMC Research:5nm CMOS Production Technology Platform featuring full-fledged EUV, and High Mobility Channel FinFETs with densest 0.021um2 SRAM cells for Mobile SoC and High Performance Computing Applications(2026年10月19日確認)