Hukum Moore, ada harapan?
IBM meluncurkan node proses chip 0,7 nanometer pertama di dunia, mengintegrasikan hampir 100 miliar transistor pada chip seukuran kuku jari, dengan kepadatan mencapai dua kali lipat chip 2 nanometer.
Sebelumnya, proses paling canggih TSMC adalah 2nm, yang sudah bertahun-tahun sulit untuk melangkah lebih jauh.
CEO Nvidia, Jensen Huang, berulang kali menyatakan Hukum Moore telah mati, dan sekarang akhirnya ada titik terang.
0,7 nanometer, yaitu 7 angstrom, merupakan pertama kalinya transistor buatan manusia menembus ambang batas 1 nanometer, mendekati skala atom tunggal (0,1-0,5 nanometer).
Dibandingkan dengan proses 2 nanometer, ini dapat meningkatkan kinerja sebesar 50%, atau efisiensi energi sebesar 70%, pilih salah satu.
Arsitektur Tumpukan Nano Hadir
Inti dari terobosan ini adalah arsitektur "NanoStack" IBM, desain transistor tumpukan vertikal tiga dimensi pertama di industri berbasis nanolempeng.
Untuk memahami NanoStack, perlu mengingat kembali jalan yang ditempuh arsitektur chip dalam beberapa tahun terakhir.
Di era 7 nanometer dan 10 nanometer, solusi utama adalah transistor FinFET, di mana gerbang membungkus saluran dari tiga sisi untuk mengontrol arus. Di bawah 5 nanometer, masalah kebocoran FinFET semakin parah dan tidak bisa dipertahankan.
IBM pada 2017 meluncurkan teknologi nanolempeng gerbang terlilit penuh (GAA), di mana gerbang membungkus saluran nanolempeng yang ditumpuk horizontal sepenuhnya dari empat sisi, secara signifikan meningkatkan kemampuan kontrol elektrostatik. Ini menjadi dasar teknologi chip 2 nanometer mereka, dan juga diadopsi oleh produsen utama seperti TSMC dan Samsung.
Akhir 2021, IBM bersama Samsung meluncurkan transistor efek medan transmisi vertikal (VTFET), mengubah arah arus dari horizontal ke vertikal. Data simulasi menunjukkan, kinerja dua kali lipat atau pengurangan konsumsi daya 85% dibandingkan dengan solusi FinFET ukuran sama.
NanoStack kali ini merupakan kelanjutan lebih lanjut dari jalur di atas.
Caranya adalah:
Ambil dua wafer dengan transistor nanolempeng, balik salah satunya dan letakkan di atas wafer lainnya, lalu rekatkan dengan pengikatan dielektrik ultratipis, membentuk struktur tiga dimensi yang saling terhubung secara vertikal. Setiap lapisan dapat menggunakan kombinasi material yang berbeda, transistor tipe-n dan tipe-p dioptimalkan secara independen, tidak saling mengganggu.
IBM telah menyelesaikan verifikasi di laboratorium, demonstrasi kemampuan rekayasa integrasi CMOS, saluran ganda, serta inverter CMOS fungsional lengkap dengan kinerja sakelar yang memenuhi harapan, mengonfirmasi bahwa teknologi ini dapat diproduksi secara nyata dan mendukung komputasi sesungguhnya.
Pada konferensi VLSI 2026, IBM lebih lanjut menunjukkan performa NanoStack pada SRAM: pengurangan area 40%. SRAM adalah komponen inti dari cache on-chip, yang sudah lama sangat sulit untuk dikecilkan, kemajuan ini sangat penting untuk jalur data bandwidth tinggi yang dibutuhkan chip AI.
"Tidak Ada yang Ingin Membayar Tagihan Listrik"
Wakil Presiden IBM Research yang bertanggung jawab atas pengembangan chip, Huiming Bu, menyatakan: Setiap orang menginginkan kinerja yang lebih tinggi, tetapi tidak ada yang ingin membayar tagihan listrik.
Inilah realitas yang dihadapi dalam perlombaan daya komputasi AI saat ini, konsumsi energi chip AI telah berkembang dari masalah teknis menjadi masalah infrastruktur, beberapa proyek pusat data mengalami penundaan konstruksi karena tidak dapat memperoleh pasokan listrik yang cukup.
Peningkatan efisiensi energi 70% yang disediakan teknologi 0,7 nanometer, secara langsung menjawab kebutuhan ini.
Namun, IBM sendiri tidak lagi memproduksi dan menjual chip. Pusat penelitian dan pengembangannya di Albany, New York, mengembangkan teknologi proses manufaktur, lalu melisensikannya ke produsen chip.
Penerima lisensi sebelumnya termasuk Samsung dan perusahaan semikonduktor baru Jepang, Rapidus. Huiming Bu menolak mengungkapkan calon pelanggan potensial untuk teknologi 0,7 nanometer.
Di sisi solusi kompetitif, lembaga penelitian Belgia, Imec, sedang mengembangkan skema arsitektur tiga dimensi lain, dengan membangun struktur transistor melalui penumpukan lapis demi lapis, yang telah menarik perhatian banyak produsen chip.
Untuk produksi massal, jadwal yang diberikan IBM adalah: Teknologi NanoStack paling cepat akan diproduksi secara massal dalam 5 tahun ke depan.
Peta jalan semikonduktor IBM memprediksi, dengan bantuan arsitektur NanoStack, penyusutan chip dapat berlanjut setidaknya sepuluh tahun lagi.
Referensi:
[1]https://newsroom.ibm.com/2026-06-25-ibm-debuts-worlds-first-sub-1-nanometer-chip-technology
Artikel ini berasal dari akun WeChat publik "量子位", penulis: 梦晨
