Корпорация IBM представила архитектуру полупроводниковых чипов Nanostack, позволяющую разместить почти 100 миллиардов транзисторов на кристалле размером с ноготь. По плотности размещения элементов эта разработка почти вдвое превосходит предыдущие технологии компании, что открывает путь к созданию еще более мощных и энергоэффективных систем для нужд искусственного интеллекта.
Первые в мире чипы «меньше 1 нм»
Главный анонс IBM связан с технологией класса «менее 1 нанометра». Важно понимать, что это не означает создание транзисторов физическим размером меньше одного нанометра. Современная микроэлектроника ограничена квантовыми эффектами и утечками тока, поэтому обозначение «0,7 нм» (соответствующее 7 ангстремам) является скорее маркетинговым и технологическим этапом развития, чем отражением линейных размеров элементов.
Архитектура Nanostack: вертикальная интеграция
В основе Nanostack лежит принцип вертикального размещения транзисторов друг над другом. Это позволяет наращивать плотность компонентов даже тогда, когда традиционные методы миниатюризации достигли физического предела.
- Базовый элемент: состоит из двух вертикально соединенных транзисторов.
- Нанолисты: каждый транзистор включает три кремниевых слоя толщиной около 5 нанометров (около 15 рядов атомов).
- Дистанция: между нанолистами сохраняется зазор в 9 нанометров.
Эта концепция является развитием технологии нанолистовых транзисторов, представленной IBM еще в 2021 году. Согласно расчетам корпорации, Nanostack обеспечивает либо до 50% прироста производительности, либо до 70% повышения энергоэффективности по сравнению с 2-нм техпроцессом.
Прорыв в масштабировании SRAM
На симпозиуме VLSI 2026 специалисты IBM также продемонстрировали улучшение масштабирования статической памяти с произвольным доступом (SRAM). Поскольку именно эта память используется в кэше современных ускорителей ИИ, она критически важна для общей производительности.
Инженерам удалось увеличить плотность SRAM на 40% за счет разработки новых битовых ячеек с шахматным расположением каналов транзисторов. Высота такой ячейки, состоящей из шести транзисторов, была уменьшена на 40%, что позволяет разместить значительно больше памяти на той же площади кремниевого кристалла.
Перспективы индустрии
IBM выступает в роли разработчика фундаментальных технологий, которые передаются промышленным партнерам, таким как Rapidus и Samsung. Несмотря на то, что компания не занимается массовым коммерческим выпуском процессоров, ее наработки задают вектор для всей отрасли. По словам вице-президента IBM Semiconductors Global R&D Хуимина Бу, нанолистовые транзисторы уже легли в основу большинства передовых технологий производства чипов.
Ожидается, что серийное производство чипов по стандарту «меньше 1 нм» может стартовать в ближайшие пять лет. Это станет ключевым решением для индустрии, позволяющим наращивать вычислительные мощности без критического увеличения энергопотребления.
