IBM este prima companie din lume ce revendică tehnologia pentru cipuri sub 1 nanometru

Adaugă-ne ca sursă preferată în Google

Urmărește-ne in Discover

Gigantul american din domeniul IT, IBM, a prezentat prima tehnologie de procesare a semiconductorilor din lume sub 1 nanometru (nm = o miliardime de metru). Dacă va fi comercializată, potrivit declarațiilor companiei, această tehnologie ar putea reduce semnificativ consumul de energie și ar putea spori dramatic performanța de calcul, reprezentând o descoperire tehnologică revoluționară în centrele de date dedicate inteligenței artificiale și în producția de semiconductori de înaltă performanță de nouă generație, relatează TomsHardware.

În timp ce marile companii producătoare de semiconductori, precum TSMC, Samsung Electronics și Intel, se află în competiție pentru comercializarea proceselor la nivel de 2 nm, IBM a propus o tehnologie mai avansată de semiconductori sub 1 nm. În procesele de fabricație a semiconductoarelor, nanometrii indică precizia procesului; cu cât valoarea este mai mică, cu atât crește numărul tranzistorilor ce încap pe suprafața unui cip.

Joi, IBM a anunțat că a produs primul cip de testare folosind tehnologia sa de fabricație de clasă 0,7 nm (7 angstromi), primul proces de fabricație sub 1 nm din industrie. Tehnologia conceptuală de proces se bazează pe tranzistori denumiți „nanostack” și promite îmbunătățiri spectaculoase în ceea ce privește consumul de energie, performanța și suprafața (PPA) față de nodul de clasă 2 nm al IBM. Pentru a produce tranzistori „nanostack”, IBM utilizează două plăci de siliciu în loc de una, împreună cu o legătură dielectrică ultra-subțire, o configurație care nu a mai fost folosită până acum.

Compania susține că procesul de fabricație IBM din clasa 7A (sau clasa 0,7 nm), bazat pe tranzistoare nanostack, oferă o performanță cu până la 50% mai mare și o eficiență energetică cu 70% mai mare față de nodul IBM din clasa 2 nm, bazat pe tranzistoare nanosheet de tip „gate-all-around”, pe care compania l-a introdus în 2021. Poate că și mai important este faptul că arhitectura „nanosheet” a IBM oferă o densitate SRAM cu 40% mai mare și îmbunătățiri de densitate chiar mai mari pentru tranzistoarele logice, câștiguri extrem de greu de atins în prezent.

Performanța semiconductoarelor este determinată de densitatea cu care sunt dispuse tranzistoarele, unitățile interne de calcul. IBM a declarat: „Un cip de dimensiunea unei unghii poate integra aproximativ 100 de miliarde de tranzistoare, atingând o densitate dublă față de cipul de 2 nm pe care l-am anunțat pentru prima dată în 2021.”

Tehnologia de bază este arhitectura „nanostack”. În timp ce miniaturizarea tradițională a semiconductoarelor presupunea amplasarea tranzistoarelor mai dens pe o suprafață plană, arhitectura nanostack le stivuiește atât pe verticală, cât și pe orizontală, sporind densitatea de integrare printr-o structură 3D. Această tehnologie de proiectare 3D permite dispuneri eșalonate sau combinații de diferite materiale semiconductoare, în funcție de necesități. Este similar cu construirea unui bloc de apartamente cu trei etaje în locul unor case unifamiliale pe același teren, pentru a găzdui mai multe gospodării. Deși suprapunerea mai multor straturi crește numărul de gospodării pe unitatea de suprafață, sporește totodată complexitatea și costurile de proiectare și construcție. În mod similar, nanostack îmbunătățește densitatea și eficiența, dar crește complexitatea producției și cerințele de control al procesului.

Un alt avantaj îl reprezintă flexibilitatea în proiectarea cipurilor specifice IA. Capacitatea de a suprapune componente în 3D și de a combina diferite materiale simplifică proiectarea cipurilor optimizate pentru calculele de IA. IBM a declarat: „Proiectanții de cipuri pot dezvolta cipuri de înaltă performanță dedicate IA cu mult mai multă libertate, perfect adaptate aplicațiilor de IA sau scopurilor de procesare a datelor.”

IBM intenționează să comercializeze tehnologia în termen de cinci ani. Compania a subliniat: „Nanostack este o tehnologie universală aplicabilă unităților centrale de procesare (CPU), unităților de procesare grafică (GPU), cipurilor mobile și tuturor celorlalte domenii. Aceasta va servi drept o nouă platformă de dispozitive care va stimula expansiunea industriei semiconductoarelor timp de peste un deceniu.” IBM a dezvăluit, de asemenea, planuri de a continua miniaturizarea, trecând de la tehnologia de 0,7 nm (7 angstromi) anunțată recent la noduri de 5 angstromi, 3 angstromi și, în cele din urmă, 1 angstrom.

IBM a fost odată o companie cuprinzătoare din domeniul semiconductoarelor, cu activități interne de proiectare și fabricare a cipurilor. Cu toate acestea, s-a retras din producție în jurul anului 2015, devenind o companie „fabless” (axată pe proiectare). În prezent, colaborează cu compania japoneză de foundry (producție de cipuri) Rapidus, potrivit ArsTechnica. În timp ce TSMC conduce piața avansată a foundry-urilor, urmată de Samsung Electronics și Intel, Rapidus a avut o prezență relativ discretă. Dezvăluirea de către IBM a tehnologiei de cipuri de nouă generație ridică întrebări cu privire la posibilitatea ca Rapidus să-și consolideze poziția în procesul de recuperare a decalajului tehnologic.

IBM nu a specificat cu ce companii va colabora pentru producția în serie. Jay Gambetta, directorul de cercetare al IBM, a declarat într-o ședință preliminară: „Vom continua să explorăm modalități de industrializare a acestei tehnologii”, dar a refuzat să ofere detalii. Unii speculează că anunțul recent al IBM privind planurile de înființare a Anduron, o fabrică dedicată cipurilor cuantice, semnalează intenția sa de a conduce direct producția de semiconductori.

Acest anunț este privit mai degrabă ca o realizare în etapa de cercetare și dezvoltare, care conturează direcțiile viitoare ale proceselor, decât ca un cip gata pentru producția în serie. Când IBM a prezentat cipul său de testare de 2 nm în 2021, a estimat o producție potențială până la sfârșitul anului 2024, dar producția în serie a fost amânată. Rapidus, care colaborează cu IBM, își propune producția în serie la 2 nm până în 2027. În mod similar, această tehnologie sub 1 nm este considerată o etapă importantă în cercetare și dezvoltare, care conturează direcțiile viitoare ale proceselor, mai degrabă decât un plan de comercializare pe termen scurt.