Por quê na maioria das aplicações CMOS a frequência máxima depende da tensão de alimentação?

É uma características da lógica CMOS. A velocidade de operação está basicamente determinada pela capacitância dos circuitos que precisam  ser carregadas e descarregadas rapidamente quando eles funcionam. A velocidade dessa carga e descarga depende bastante da tensão o que torna os integrados desta lógica dependentes da tensão. Com 15 V, um circuito integrado CMOS chega a ser 2 vezes mais rápido do que quando opera com 5 V.