IBM недавно объявила о запуске первой в мире технологии микросхем размером менее 1 нанометра (менее 1 нм), ядром которой является новая транзисторная архитектура с размером 0,7 нанометра, или 7 ангстрем узлов. Компания заявила, что это достижение означает, что полупроводниковая промышленность по-прежнему будет продолжать улучшать производительность и энергоэффективность по мере приближения к физическим пределам традиционных производственных процессов.

По данным IBM, этот чип может объединить почти 100 миллиардов транзисторов на кристалле размером с ноготь, почти в два раза плотнее, чем 2-нанометровый чип, который он выпустит в 2021 году. Сопутствующие технологии основаны на ряде структурных и материальных инноваций, особенно на трехмерной архитектуре «Nanostack», предложенной IBM, которая направлена ​​на то, чтобы продвинуть производство чипов к эпохе, близкой к атомному масштабу.

IBM заявила, что общедоступные технические результаты показывают, что этот новый процесс может повысить производительность до 50% или повысить энергоэффективность на 70% по сравнению с 2-нм микросхемами узлов и подходит для таких сценариев, как генеративный искусственный интеллект, облачная инфраструктура и электронное оборудование следующего поколения. Джей Гамбетта, руководитель исследовательского отдела IBM, заявил, что этот прорыв означает, что технология микросхем переходит от эпохи нанометров к атомному масштабу и заложит основу для следующего этапа вычислительной мощности.

IBM описывает «Nanostack» как первую известную в отрасли трехмерную конструкцию транзистора на основе нанолистов. В этой архитектуре используется последовательная 3D-интеграция для увеличения количества транзисторов на единицу кристалла путем вертикального расположения транзисторов в шахматном порядке. Он также может использовать различные комбинации материалов в разных слоях, чтобы оптимизировать производительность и энергопотребление каждого слоя транзисторов.

IBM также заявила, что эта архитектура доказала свою практическую производственную и вычислительную осуществимость благодаря интеграции в КМОП ультратонких диэлектрических связей, демонстрации двухканальных инженерных возможностей и функциональной проверке КМОП-инверторов с ожидаемыми характеристиками переключения. В то же время новое исследование, представленное IBM на VLSI 2026, показывает, что архитектура Nanostack может позволить SRAM добиться улучшения масштабирования на 40%, помогая удовлетворить требования к данным с высокой пропускной способностью для расширенных рабочих нагрузок искусственного интеллекта.

В IBM отметили, что, поскольку логическая технология впервые выходит за пределы 1-нанометрового узла, процесс производства чипов вступает в стадию масштабирования «на уровне ангстрема». Компания считает, что, хотя названия узлов теперь отражают больше производственных поколений, чем точные физические размеры, ее 0,7-нм технология по-прежнему доказывает, что дальнейшее масштабирование возможно, и обеспечивает план развития процессов, по крайней мере, на следующее десятилетие.

Что касается промышленной планировки, IBM заявила, что эти исследования и разработки были завершены в исследовательском центре полупроводников в Олбани, штат Нью-Йорк, который в будущем будет оснащен оборудованием для литографии High NA EUV. IBM также сотрудничает с такими партнерами, как Lam Research, Tokyo Electronics и SCREEN Semiconductor Solutions, для разработки процессов и инструментов High NA EUV и заявляет, что в результате соответствующей работы были созданы работающие устройства.

IBM также упомянула, что компания недавно объявила о создании Anderon, первой в мире фабрики по производству квантовых технологий. По данным IBM, поскольку ожидается, что технология Nanostack войдет в приложения узлов размером менее 1 нанометра уже в ближайшие пять лет, соответствующий путь массового производства, как ожидается, появится уже в ближайшие пять лет или около того.