Varias de las respuestas dadas aquí son buenas respuestas. Hay problemas técnicos para aumentar el tamaño de la CPU y generará mucho más calor. Sin embargo, todos ellos son superables dados incentivos suficientemente fuertes.
Me gustaría agregar lo que creo que es un tema central: la economía . Las CPU se hacen en obleas como esta , con una gran cantidad de CPU por oblea. El costo de fabricación real es por oblea, por lo que si duplica el área de una CPU, solo puede caber la mitad en una oblea, por lo que el precio por CPU se duplica. Además, no toda la oblea siempre sale perfecta, puede haber errores. Por lo tanto, duplicar el área duplica la posibilidad de un defecto en cualquier CPU específica.
Por lo tanto, desde el punto de vista económico, la razón por la que siempre hacen las cosas más pequeñas es para obtener un mejor rendimiento / mm ^ 2, que es el factor determinante en el precio / rendimiento.
TL; DR: además de las otras razones mencionadas, duplicar el área de una CPU más que duplica el costo.