Technologia sub-1 nm od IBM: Prawie 100 miliardów tranzystorów w jednym chipie

IBM zaprezentowało technologię wytwarzania układów scalonych w litografii poniżej jednego nanometra, osiągając poziom 0,7 nm, czyli 7 angstremów. Kluczem do tego osiągnięcia jest nowatorska architektura trójwymiarowa Nanostack, która pozwala na znaczące zwiększenie gęstości upakowania tranzystorów przy zachowaniu wysokiej efektywności energetycznej.

Architektura Nanostack i nowa gęstość upakowania

Nowa technologia pozwala na umieszczenie blisko 100 miliardów tranzystorów na powierzchni wielkości paznokcia, co stanowi niemal dwukrotny wzrost w porównaniu do zaprezentowanych w 2021 roku układów 2 nm. Fundamentem tego sukcesu jest autorskie rozwiązanie Nanostack, czyli pierwsza w branży architektura oparta na pionowo układanych i przesuniętych względem siebie nanoarkuszach. Dzięki trójwymiarowej integracji sekwencyjnej naukowcy mogą optymalizować wydajność każdej warstwy z osobna, wykorzystując różne kombinacje materiałów dla poszczególnych tranzystorów. Jay Gambetta, dyrektor IBM Research, podkreśla, że firma nie tylko pomniejsza komponenty, ale całkowicie zmienia sposób budowy procesorów, wychodząc poza erę nanometrową w stronę skali atomowej.

Wydajność i zastosowania w dobie sztucznej inteligencji

Dane techniczne wskazują na duży skok możliwości względem dotychczasowych rozwiązań. Układy 0,7 nm mają oferować do 50 procent wyższą wydajność lub zużywać o 70 procent mniej energii niż jednostki wykonane w procesie 2 nm. Taki postęp ma istotne znaczenie dla rozwoju infrastruktury chmurowej oraz systemów generatywnej sztucznej inteligencji, które wymagają ogromnej mocy obliczeniowej przy ograniczonym zapotrzebowaniu na prąd. Dodatkowo, badania zaprezentowane podczas konferencji VLSI 2026 wykazały, że architektura Nanostack pozwala na 40-procentowe zmniejszenie powierzchni pamięci SRAM, co ułatwi projektowanie chipów o wysokiej przepustowości danych.

Przyszłość produkcji i współpraca badawcza

Osiągnięcie to przesuwa granice fizyczne tradycyjnego skalowania krzemu i wyznacza kierunek rozwoju branży na najbliższą dekadę. Prace nad nową litografią prowadzone są w ośrodku badawczym w Albany, gdzie wkrótce zostanie wdrożone urządzenie do fotolitografii High NA EUV firmy ASML, niezbędne do precyzyjnego drukowania tak małych obwodów. IBM współpracuje przy tym projekcie z firmami takimi jak Lam Research, Tokyo Electron oraz SCREEN Semiconductor Solutions. Według aktualnych prognoz, pierwsze komercyjne zastosowania technologii sub-1 nm mogą pojawić się na rynku już w ciągu najbliższych pięciu lat.