A IBM apresentou uma nova arquitetura de transistor no nó de 0.7 nm (7 angstroms), que considera a primeira tecnologia de semicondutores sub-1 nm do setor. O desenvolvimento representa um marco significativo na pesquisa, à medida que os fabricantes de semicondutores continuam a ultrapassar os limites da miniaturização tradicional de transistores.
A tecnologia experimental integra quase 100 bilhões de transistores em um chip do tamanho de uma unha, praticamente dobrando a densidade de transistores da tecnologia de chip de 2 nm da IBM, apresentada pela primeira vez em 2021. De acordo com a IBM, o novo design pode oferecer desempenho até 50% superior ou eficiência energética até 70% maior em comparação com sua tecnologia de 2 nm, dependendo das metas de implementação.
O destaque do anúncio é uma nova arquitetura de transistor tridimensional chamada "nanostack", que, segundo a IBM, possibilita, pela primeira vez, a miniaturização da lógica abaixo da geração de 1 nm.
Nova arquitetura de nanopilhas 3D
Em vez de depender exclusivamente da miniaturização convencional de transistores, a arquitetura de nanoestruturas da IBM empilha e escalona verticalmente transistores de nanofolhas por meio de integração sequencial 3D. Essa abordagem aumenta a densidade de transistores e permite a incorporação de diferentes combinações de materiais em camadas individuais, possibilitando a otimização independente do desempenho e das características de consumo de energia dentro da estrutura.
Pesquisadores da IBM relataram a validação experimental bem-sucedida da arquitetura por meio de colagem dielétrica ultrafina para integração CMOS, demonstrações de engenharia de canal duplo e a operação de circuitos inversores CMOS funcionais. Esses resultados indicam que a arquitetura pode ser fabricada fisicamente e suportar cargas de trabalho computacionais.
Jay Gambetta, diretor de pesquisa da IBM, caracterizou o desenvolvimento como uma mudança nos métodos de construção de chips, em vez de um simples exercício de miniaturização de transistores. Ele observou que a arquitetura permite a operação em dimensões próximas à escala atômica, proporcionando ganhos tanto em desempenho quanto em eficiência.
Escalabilidade de SRAM para cargas de trabalho de IA
Em uma pesquisa separada apresentada no Simpósio de Tecnologia e Circuitos VLSI de 2026, a IBM relatou que a arquitetura nanostack alcançou uma escalabilidade de SRAM de aproximadamente 40%. Melhorias na densidade de memória são cada vez mais importantes para aceleradores de IA e sistemas de computação de alto desempenho, onde a largura de banda e a capacidade de memória frequentemente limitam o desempenho geral do sistema.
Os avanços na SRAM podem ajudar os projetistas a construir processadores mais eficientes, atendendo simultaneamente às crescentes demandas de memória da IA generativa, da infraestrutura em nuvem e das cargas de trabalho com uso intensivo de dados.
Ampliando o roteiro dos semicondutores
Embora os nós de processo modernos não correspondam mais diretamente a uma dimensão física específica do transistor, a tecnologia de 0.7 nm da IBM demonstra um caminho potencial para a continuidade da miniaturização da lógica na era do angstrom. A empresa acredita que a abordagem de nanoestruturas pode suportar pelo menos mais uma década de miniaturização de transistores, além das tecnologias de ponta atuais.
A pesquisa foi conduzida no centro de pesquisa de semicondutores da IBM em Albany, Nova York, em colaboração com parceiros da indústria. Espera-se que a instalação abrigue um sistema de litografia ultravioleta extrema de alta abertura numérica (EUV de alta NA) da ASML, uma tecnologia considerada crucial para as futuras gerações de processos. A IBM e seus parceiros já relataram dispositivos funcionais fabricados usando processos EUV de alta NA.
Perspectivas de Produção
A IBM continua a se posicionar como uma organização líder em pesquisa de semicondutores, com contribuições que abrangem tecnologia de processo de silício, hardware de IA e computação quântica. A empresa anunciou recentemente planos para estabelecer a Anderon, uma fundição quântica independente focada na fabricação de wafers quânticos.
Embora a tecnologia de 0.7 nm ainda seja uma conquista da pesquisa, a IBM afirmou que a adoção comercial da fabricação baseada em nanoestruturas poderá ocorrer nos próximos cinco anos, oferecendo um caminho potencial para semicondutores sub-1 nm de classe de produção.
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