IBM ha introdotto una nuova architettura di transistor al nodo da 0.7 nm (7 angstrom), che definisce la prima tecnologia a semiconduttore sub-1nm del settore. Questo sviluppo rappresenta un importante traguardo nella ricerca, in quanto i produttori di semiconduttori continuano a spingersi oltre i limiti della tradizionale miniaturizzazione dei transistor.
La tecnologia sperimentale integra quasi 100 miliardi di transistor su un chip delle dimensioni di un'unghia, quasi raddoppiando la densità di transistor della tecnologia a 2 nm di IBM presentata per la prima volta nel 2021. Secondo IBM, il nuovo design potrebbe offrire prestazioni superiori fino al 50% o un'efficienza energetica maggiore fino al 70% rispetto alla tecnologia a 2 nm, a seconda degli obiettivi di implementazione.
Al centro dell'annuncio c'è una nuova architettura di transistor tridimensionale chiamata "nanostack", che secondo IBM consente per la prima volta la miniaturizzazione dei circuiti logici al di sotto della generazione a 1 nm.
Nuova architettura nanostrutturata 3D
Anziché affidarsi esclusivamente alla miniaturizzazione convenzionale dei transistor, l'architettura nanostack di IBM impila e sfalsa verticalmente i transistor a nanosheet attraverso un'integrazione sequenziale 3D. Questo approccio aumenta la densità dei transistor e consente di incorporare diverse combinazioni di materiali nei singoli strati, permettendo un'ottimizzazione indipendente delle prestazioni e delle caratteristiche di consumo energetico all'interno dello stack.
I ricercatori IBM hanno riportato la validazione sperimentale con successo dell'architettura tramite incollaggio dielettrico ultrasottile per l'integrazione CMOS, dimostrazioni di ingegneria a doppio canale e il funzionamento di circuiti inverter CMOS funzionali. Questi risultati indicano che l'architettura può essere realizzata fisicamente e supportare carichi di lavoro computazionali.
Jay Gambetta, direttore di IBM Research, ha descritto lo sviluppo come un cambiamento nei metodi di costruzione dei chip, piuttosto che un semplice esercizio di miniaturizzazione dei transistor. Ha osservato che l'architettura consente di operare a dimensioni prossime a quelle atomiche, offrendo al contempo vantaggi sia in termini di prestazioni che di efficienza.
Scalabilità della SRAM per carichi di lavoro di intelligenza artificiale
In una ricerca separata presentata al Simposio 2026 sulla tecnologia e i circuiti VLSI, IBM ha riferito che l'architettura nanostack ha raggiunto una riduzione delle dimensioni della SRAM di circa il 40%. I miglioramenti della densità di memoria sono sempre più importanti per gli acceleratori di intelligenza artificiale e i sistemi di calcolo ad alte prestazioni, dove la larghezza di banda e la capacità di memoria spesso limitano le prestazioni complessive del sistema.
I progressi nella tecnologia SRAM potrebbero aiutare i progettisti a realizzare processori più efficienti, soddisfacendo al contempo le crescenti esigenze di memoria dell'intelligenza artificiale generativa, delle infrastrutture cloud e dei carichi di lavoro ad alta intensità di dati.
Estensione della roadmap per i semiconduttori
Sebbene i moderni nodi di processo non corrispondano più direttamente a una specifica dimensione fisica del transistor, la tecnologia a 0.7 nm di IBM dimostra una potenziale strada per la continua miniaturizzazione della logica nell'era dell'angstrom. L'azienda ritiene che l'approccio nanostack potrebbe supportare almeno un altro decennio di miniaturizzazione dei transistor, al di là delle attuali tecnologie all'avanguardia.
La ricerca è stata condotta presso il centro di ricerca sui semiconduttori di IBM ad Albany, New York, in collaborazione con partner industriali. La struttura dovrebbe ospitare un sistema di litografia a ultravioletti estremi ad alta apertura numerica (High NA EUV) di ASML, una tecnologia considerata fondamentale per le future generazioni di processi. IBM e i suoi partner hanno già presentato dispositivi funzionanti realizzati utilizzando processi High NA EUV.
Prospettive di produzione
IBM continua a posizionarsi come organizzazione leader nella ricerca sui semiconduttori, con contributi che spaziano dalla tecnologia di processo del silicio all'hardware per l'intelligenza artificiale e al calcolo quantistico. L'azienda ha recentemente annunciato l'intenzione di creare Anderson, una fonderia quantistica indipendente focalizzata sulla produzione di wafer quantistici.
Sebbene la tecnologia a 0.7 nm rimanga un risultato della ricerca, IBM ha affermato che la prima adozione commerciale della produzione basata su nanostack potrebbe avvenire entro i prossimi cinque anni, offrendo un potenziale percorso verso semiconduttori di classe industriale con dimensioni inferiori a 1 nm.
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