IBM представила архитектуру чипов "Nanostack" с техпроцессом 0,7 нм: плотность в два раза выше текущего поколения, массовое производство в течение 5 лет.

IBM 25-го числа объявила о первой в мире технологии чипов 0,7 нм, использующей новую трехмерную архитектуру стекирования нанопластин «Nanostack», объединяющую почти 100 миллиардов транзисторов на одном чипе, что вдвое превышает плотность поколения 2 нм. IBM прогнозирует выход на массовое производство в течение как минимум 5 лет. （Предыстория: UBS и TD Cowen в один день повысили целевую цену Arm до 475 долларов, обосновав это будущими доходами от собственных процессоров） （Дополнительная информация: Оценка в 2,5 миллиарда долларов! Разработчик человекоподобного робота Digit выходит на биржу через SPAC）

В полупроводниковой промышленности есть невидимая стена: транзисторы становятся все меньше, и когда они достигают атомного уровня, квантовое туннелирование заставляет ток «протекать сквозь стену», и традиционный путь плоскостного уменьшения почти достиг своего предела. Отрасль называет это узкое место «концом масштабирования процесса», но IBM на исследовательской конференции VLSI 2026 заявила, что нашла новый путь в обход этой стены.

Транзисторы больше не уменьшаются, а укладываются вверх

Представленная IBM архитектура «Nanostack» — это трехмерная конструкция на основе нанопластин (three-dimensional, nanosheet-based design). Проще говоря, вместо того чтобы пытаться сделать транзисторы более плоскими, несколько слоев транзисторов укладываются вертикально, как кубики, что позволяет независимо оптимизировать материалы и производительность каждого слоя. Это фундаментальное обновление технологии «нанопластин». Сама технология нанопластин была изобретена IBM в предыдущем поколении и является самой передовой архитектурой на сегодняшний день, а теперь Nanostack добавляет к ней еще одно измерение. Директор по исследованиям IBM Джей Гамбетта сказал: «Мы не просто делаем транзисторы меньше, мы переосмысливаем способ строительства микросхем». Что касается верификации технологии, IBM подтвердила работоспособность Nanostack с помощью трех ключевых тестов: интеграция КМОП с сверхтонким диэлектрическим связыванием, демонстрация двухканальной инженерии и фактическая работа КМОП-инвертора. Последнее особенно важно, поскольку инвертор является базовым вычислительным элементом цифровых логических схем, и его работа доказывает осуществимость архитектуры в реальной схемотехнике. В той же исследовательской статье VLSI также показано, что архитектура Nanostack позволяет сократить площадь SRAM на 40%. При выводах ИИ требуется многократное чтение весов модели, и чем плотнее SRAM, тем выше эффективность обработки рабочих нагрузок ИИ. Сокращение площади на 40% означает, что в том же пространстве можно разместить больше кэша или при том же объеме кэша сэкономить больше энергии.

Контрастное напряжение за цифрами

Чтобы понять масштаб этого объявления, стоит сопоставить несколько наборов цифр. Когда IBM представила технологию 2 нм в 2021 году, она рекламировала «500 миллиардов транзисторов на ногте» как веху. В поколении 0,7 нм это число на той же площади выросло почти до 100 миллиардов, плотность увеличилась почти вдвое. Однако «нм-узел» в современном полупроводниковом контексте не является точным физическим размером, а скорее обозначением технологического поколения. 0,7 нм не означает, что транзисторы действительно имеют ширину 0,7 нм, это маркер поколения, которое демонстрирует значительный скачок по трем измерениям: плотности, производительности и энергоэффективности по сравнению с предыдущим поколением. Измерение производительности: по сравнению с чипом IBM 2 нм, при одинаковом энергопотреблении производительность увеличивается до 50%; или, наоборот, при одинаковой производительности энергопотребление снижается до 70%. Для кластеров обучения ИИ, требующих длительных крупномасштабных вычислений, разница в энергоэффективности на 70% напрямую приводит к значительному сокращению затрат на электроэнергию и охлаждение. Временной аспект: IBM заявила, что массовое производство возможно «в течение как минимум 5 лет». Эта формулировка сама по себе довольно гибкая: 5 лет — это оптимистичный сценарий, фактическое производство зависит от многих переменных, таких как выход годных, цепочка поставок и спрос клиентов. IBM также объявила о планах построить первый в мире завод по производству чистых квантовых компьютерных пластин «Anderon», что показывает, что ее исследовательские усилия продвигаются одновременно по нескольким технологическим направлениям.