以指数的速率不断增长，摩尔定律对此现象有着粗略地估计。尽管多数专家承认这种增长最终会到达一个尽头，然而那时集成电路能够达到的性能尚不能清楚地预测。使用传统材料金属氧化物半导体场效电晶体（MOSFET）制成的器件可以达到6.3纳米的沟道宽度，而使用新型的碳纳米管作为栅极材料则可以获得几乎1纳米的沟道宽度。集成电路中器件高度密集，因此，其性能在很大程度上受到功耗问题的限制。得益于优化的器件设计，单个互补式金属氧化物半导体（CMOS）的功耗不断在降低，但是由于芯片的特征尺寸不断收缩，单位面积上的晶体管数量越来越多