IBM представляет первую в мире технологию микросхем размером менее 1 нанометра

Компания IBM (NYSE: IBM) сегодня представила крупный полупроводниковый прорыв, представив первую в мире технологию микросхем размером менее 1 нанометра (нм) с революционной транзисторной архитектурой на узле 0,7 нм, или 7 ангстрем. Это достижение знаменует собой поворотный момент для отрасли, столкнувшейся с физическими ограничениями традиционного масштабирования чипов. Полупроводники играют важнейшую роль во всех сферах — от вычислительной техники до бытовой техники, устройств связи, транспортных систем и критически важной инфраструктуры.

Новый чип IBM с техпроцессом менее 1 нм содержит почти 100 миллиардов транзисторов на чипе размером с ноготь, что почти в два раза превышает плотность 2-нанометрового чипа IBM, представленного в 2021 году. Благодаря ряду структурных и материальных инноваций, в том числе революционной трёхмерной наностековой архитектуре IBM, эта технология демонстрирует, что дальнейший рост производительности и эффективности возможен даже при приближении размеров чипов к атомным.

Согласно опубликованным техническим результатам, новый чип, как ожидается, обеспечит значительный скачок в возможностях — до 50 % более высокую производительность или на 70 % более высокую энергоэффективность по сравнению с чипами IBM на 2-нанометровом техпроцессе[1] — и ускорит вычисления для самых разных приложений, от генеративного искусственного интеллекта и облачной инфраструктуры до электронных устройств следующего поколения.

Последний прорыв IBM в области чипов знаменует собой поворотный момент в развитии вычислительной техники, выводя технологии за пределы нанометрового масштаба в область атомов. Благодаря нашей новой архитектуре наностека мы не просто производим транзисторы меньшего размера, мы переосмысливаем сам принцип создания чипов, чтобы значительно повысить их мощность и энергоэффективность», — сказал Джей Гамбетта, директор IBM Research и сотрудник IBM. «Эта инновация, не имеющая аналогов в отрасли, продолжает традицию IBM быть лидером в области технологий следующего поколения и закладывает основу для новой эры вычислений.

Nanostack — прорыв в разработке чипов

Чтобы создать этот чип, исследователи IBM разработали совершенно новую транзисторную архитектуру под названием «наностек» — первую в отрасли трехмерную конструкцию на основе нанолистов. Наностек — это значительный шаг вперед по сравнению с технологией нанолистов, ведущей на сегодняшний день в отрасли и изобретенной IBM. В конструкции «наностек» транзисторы располагаются вертикально и в шахматном порядке, что позволяет использовать преимущества трехмерной последовательной интеграции для размещения большего количества транзисторов на чипе. Такая конструкция также позволяет использовать различные комбинации материалов в каждом из наложенных друг на друга слоев, оптимизируя производительность и энергоэффективность каждого транзистора независимо от других.

Архитектура наностека IBM была экспериментально подтверждена с помощью ультратонкого диэлектрического соединения при интеграции КМОП-структур, демонстрации возможности двухканальной разработки и функционирования КМОП-инвертора с ожидаемыми характеристиками переключения. В совокупности эти результаты подтверждают, что технология наностека может быть реализована физически и поддерживает реальные вычисления.

Кроме того, в новом исследовании, представленном на конференции VLSI 2026, ученые из IBM продемонстрировали, что архитектура наностека обеспечивает 40-процентное масштабирование статической оперативной памяти [2], открывая перед разработчиками чипов возможности для создания гораздо более эффективных микросхем, а также удовлетворяя потребности в высокоскоростной передаче данных, необходимые для современных систем искусственного интеллекта.

Благодаря этой революционной структуре логическая технология впервые может выйти за пределы техпроцесса 1 нм, приближая эру масштабирования на уровне ангстрема, когда размеры приближаются к размерам отдельных атомов. Хотя техпроцесс производства транзисторов теперь относится к поколению производственных технологий, а не к точному физическому размеру, технология IBM с техпроцессом 0,7 нм, также известная как 7 ангстрем, демонстрирует, что дальнейшее масштабирование возможно. Согласно дорожной карте IBM в области полупроводников, новая архитектура наностека позволит масштабировать производство как минимум в течение десяти лет.

Опираясь на многолетний опыт лидерства в области полупроводниковых инноваций

Этот прорыв — очередное свидетельство того, что IBM является лидером в области исследований и разработок в сфере полупроводников. IBM десятилетиями занимала лидирующие позиции в разработке чипов, на которых работают вычислительные системы, — от первых полупроводников в 1960-х годах до первого в мире чипа с техпроцессом 2 нм. IBM продолжает внедрять инновации в области кремниевых технологий, аппаратного обеспечения для искусственного интеллекта, логики и квантовых процессоров, которые обеспечат будущее вычислительной техники.

IBM и ее партнеры проводят эту работу в ведущем исследовательском центре полупроводниковой промышленности в Олбани, штат Нью-Йорк, где вскоре появится инструмент для экстремальной ультрафиолетовой литографии с высокой числовой апертурой (High NA EUV), необходимый для дальнейшего масштабирования логических элементов. Эта технология, разработанная компанией ASML, позволяет выполнять сверхточную печать схем, способствуя созданию более компактных и мощных чипов. IBM и ее партнеры, в том числе Lam Research Corp., (Nasdaq: LRCX), Tokyo Electron (TEL) и SCREEN Semiconductor Solutions, Ltd. совместно работают над созданием новых процессов и инструментов для экстремального ультрафиолетового излучения с высокой числовой апертурой, которые уже позволили получить работающие устройства.

IBM также недавно объявила о планах по созданию Anderon — первой в мире специализированной компании по производству квантовых чипов. Anderon, отдельная компания в составе IBM, будет опираться на передовой опыт IBM в области квантовых вычислений и полупроводников, чтобы помочь Соединенным Штатам стать мировым лидером в производстве квантовых чипов.

Учитывая, что технология наностеков будет впервые применена на техпроцессе менее 1 нм, IBM рассчитывает наладить производство уже в ближайшие 5 лет.

Об IBM

IBM — ведущий мировой поставщик гибридных облачных технологий и искусственного интеллекта, а также консалтинговых услуг. Мы помогаем клиентам в более чем 175 странах извлекать выгоду из анализа данных, оптимизировать бизнес-процессы, сокращать расходы и получать конкурентные преимущества в своих отраслях. Более 4000 государственных и корпоративных организаций в критически важных отраслях инфраструктуры, таких как финансовые услуги, телекоммуникации и здравоохранение, полагаются на гибридную облачную платформу IBM и Red Hat OpenShift, чтобы быстро, эффективно и безопасно проводить цифровую трансформацию. Революционные инновации IBM в области искусственного интеллекта, квантовых вычислений, отраслевых облачных решений и консалтинга предоставляют нашим клиентам открытые и гибкие возможности. Все это подкрепляется давней приверженностью IBM принципам доверия, прозрачности, ответственности, инклюзивности и качества обслуживания. Для получения дополнительной информации посетите сайт www.ibm.com.