IBM 於 6 月 25 日宣布成功研發全球首款突破 1nm 障壁的晶片技術，採用全新 Nanostack 立體電晶體架構，密度接近其 2021 年發表 2nm 晶片的 2 倍，預計最快 5 年內投入量產。
節點名稱不等於物理尺寸
IBM 將新技術命名為 0.7nm（即 7 埃）節點，但現代半導體節點名稱早已不再對應任何實際的物理量度而是一個世代標籤，真正的意義在於 IBM 聲稱 Nanostack 架構讓邏輯電路首次突破 1nm 節點進入「埃」尺度（angstrom-scale），即電晶體尺寸已接近一個原子的大小。IBM Research 副總裁 Huiming Bu 形容這是「magic and physics 之間的工作」。
Nanostack 垂直堆疊重塑架構
傳統晶片製程依靠將電晶體平鋪於平面上、並不斷縮小間距來提升密度；Nanostack 則轉為垂直交錯堆疊，採用 3D 循序整合（3D sequential integration）在相同面積上容納更多電晶體，設計同時允許工程師在每個堆疊層採用不同材料組合，獨立調校每顆電晶體的效能與能耗，令整顆晶片在指甲大小的矽片上整合近 1,000 億顆電晶體，幾乎是 2nm 晶片密度的 2 倍。
效能數字與背後的研究根據
根據 IBM 的研究數據，新節點較 2nm 世代可提升最多 50% 效能，或改善最多 70% 能源效率——2 個數字代表不同的操作改善點，並非同一顆晶片同時達成兩者，在 VLSI 2026 大會上，IBM 另外發表研究指 Nanostack 在 SRAM（晶片內高速快取記憶體）方面達到 40% 縮放，對 AI 工作負載所需的高頻寬需求尤具意義。
IBM Research 估計，採用 7 埃設計的 AI 加速器速度可較現時晶片快約 6 倍，AI 前沿模型的訓練時間有望從約 3 個月縮短至 2 週。TechInsights 分析師 Dan Hutcheson 亦表示，新架構可為晶片行業路線圖延伸 10 至 15 年。
IBM Research 總監 Jay Gambetta 表示：「我們並非單純在製造更小的電晶體，而是在重塑晶片的建構方式，為計算的新紀元奠定基礎，」
研究成果距量產仍有 5 年
IBM 在 2014 年將製造業務出售予 GlobalFoundries，目前只負責研發技術再授權予其他廠商生產，新節點的量產合作夥伴尚未公布，研究工作在紐約奧爾巴尼研究中心進行，IBM 合作夥伴包括 Lam Research、Tokyo Electron 及 SCREEN Semiconductor Solutions，而當地即將安裝 ASML 的 High-NA EUV 微影裝置，業界視之為印製如此微細電路的關鍵工具。IBM 另外宣布成立 Anderon，作為全球首間專注於量子計算晶圓製造的獨立公司，配合 Nanostack 路線圖，期望讓美國主導下一代晶片製造。
來源：IBM Newsroom
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