Закону Мура дали отсрочку?
IBM представила первую в мире технологию изготовления чипов с техпроцессом 0,7 нанометра. На кристалле размером с ноготь размещается почти 100 миллиардов транзисторов, что вдвое больше плотности по сравнению с чипами 2 нм.
До этого самым передовым техпроцессом от TSMC был 2 нм, и в течение многих лет продвижение дальше было затруднительным.
Генеральный директор NVIDIA Дженсен Хуанг неоднократно заявлял, что закон Мура мертв, но теперь наконец-то появился поворот.
0,7 нанометра, то есть 7 ангстрем, — это первый случай, когда созданные человеком транзисторы преодолели порог в 1 нанометр, приблизившись к размеру отдельного атома (0,1–0,5 нм).
По сравнению с техпроцессом 2 нм это позволяет повысить производительность на 50% или энергоэффективность на 70% (на выбор).
На сцене появляется архитектура NanoStack
Ключом к этому прорыву стала архитектура «Наностек» (NanoStack) от IBM — первое в отрасли трехмерное вертикально-слоистое транзисторное проектирование на основе нанопластин.
Чтобы понять NanoStack, нужно вспомнить, какой путь прошла архитектура чипов за последние годы.
В эпоху 7 и 10 нанометров основным решением был FinFET-транзистор, где затвор контролирует ток, охватывая канал с трех сторон. На уровне 5 нм и ниже проблема утечки тока в FinFET стала критической.
В 2017 году IBM представила технологию нанопластин с затвором, полностью окружающим канал (GAA), где затвор полностью обхватывает горизонтально сложенные нанопластины канала, что значительно усиливает контроль электростатики. Это стало основой для их 2-нм чипа и было принято на вооружение основными производителями, такими как TSMC и Samsung.
В конце 2021 года IBM совместно с Samsung представила вертикальный транзистор VTFET, изменив направление тока с горизонтального на вертикальное. Данные моделирования показали двукратный прирост производительности или снижение энергопотребления на 85% по сравнению с FinFET аналогичного размера.
Нынешний NanoStack является дальнейшим развитием этого пути.
Его подход заключается в следующем:
Берутся две пластины с нанопластинчатыми транзисторами, одна из них переворачивается и накладывается на другую, после чего они соединяются с помощью сверхтонкого диэлектрического склеивания, образуя вертикально связанную трехмерную структуру. Каждый слой может использовать различные комбинации материалов, а транзисторы n-типа и p-типа оптимизируются независимо, не мешая друг другу.
IBM уже провела лабораторные испытания, продемонстрировав CMOS-интеграцию, возможности двухканальной инженерии, а также полностью функциональный CMOS-инвертер с ожидаемыми характеристиками переключения, подтвердив, что технология может быть реально изготовлена и поддерживать настоящие вычисления.
На конференции VLSI 2026 IBM также представила результаты NanoStack для SRAM: сокращение площади на 40%. SRAM является ключевым компонентом кэш-памяти на кристалле, и долгое время его миниатюризация была крайне сложной задачей. Этот прогресс особенно важен для высокоскоростных каналов передачи данных, необходимых AI-чипам.
«Никто не хочет платить за электроэнергию»
Вице-президент IBM Research по разработке чипов Хуэймин Бу заявил: Все хотят более высокую производительность, но никто не хочет платить за электроэнергию.
Это и есть реальность, с которой сталкивается современная гонка AI-вычислений. Энергопотребление AI-чипов превратилось из технической проблемы в инфраструктурную: некоторые проекты дата-центров сталкиваются с задержками в строительстве из-за невозможности получить достаточное электроснабжение.
Повышение энергоэффективности на 70%, которое обеспечивает технология 0,7 нм, напрямую отвечает этой потребности.
Однако сама IBM больше не производит и не продает чипы. Ее исследовательский центр в Олбани, штат Нью-Йорк, разрабатывает производственные технологии, которые затем лицензируются производителям чипов.
В прошлом лицензиатами были Samsung и японская новая полупроводниковая компания Rapidus. Хуэймин Бу отказался раскрывать потенциальных клиентов для технологии 0,7 нм.
Среди конкурирующих решений бельгийский исследовательский центр Imec продвигает другой вариант трехмерной архитектуры, строя транзисторную структуру послойным наложением, что уже привлекло внимание ряда производителей чипов.
Что касается массового производства, то IBM дает такой прогноз: технология NanoStack может быть запущена в серию самое раннее в течение следующих 5 лет.
Дорожная карта IBM в области полупроводников прогнозирует, что благодаря архитектуре NanoStack миниатюризация чипов продлится как минимум еще десять лет.
Ссылки:
[1]https://newsroom.ibm.com/2026-06-25-ibm-debuts-worlds-first-sub-1-nanometer-chip-technology
Эта статья взята с официального аккаунта WeChat «量子位» (Qubit), автор: Мэн Чэнь
