IBM-ը ներկայացրել է 1 նանոմետրից փոքր առաջին չիպային տեխնոլոգիան

IBM-ը հունիսի 25-ին հայտարարել է, որ ստեղծել է աշխարհում առաջին 1 նանոմետրից փոքր չիպային տեխնոլոգիան՝ տրանզիստորի ճարտարապետություն 0,7 նմ, այսինքն՝ 7 անգստրեմ հանգույցում։ Ընկերությունը դա ներկայացրել է որպես կարևոր հանգրվան այն ոլորտի համար, որը մոտենում է չիպերի ավանդական մասշտաբավորման ֆիզիկական սահմաններին։

Նոր չիպը եղունգի չափ բյուրեղի վրա տեղավորում է մոտ 100 միլիարդ տրանզիստոր՝ գրեթե կրկնակի խտություն IBM-ի 2 նմ չիպի համեմատ, որը ներկայացվել էր 2021 թվականին։ Հրապարակված տեխնիկական արդյունքները կանխատեսում են մինչև 50 տոկոս ավելի բարձր արտադրողականություն կամ 70 տոկոս ավելի էներգաարդյունավետություն IBM-ի 2 նմ հանգույցի չիպերի համեմատ. այս շահույթը հաշվարկված է գեներատիվ արհեստական բանականության և ամպային ենթակառուցվածքի ծանրաբեռնվածության համար։

«nanostack» ճարտարապետությունը

Դրան հասնելու համար IBM-ի հետազոտողները մշակել են տրանզիստորի նոր ձևավորում՝ «nanostack» անվամբ, որը ընկերությունը նկարագրում է որպես ոլորտում առաջին հայտնի եռաչափ, նանոթերթիկների վրա հիմնված ճարտարապետություն։ Այն հենվում է նանոթերթիկների տեխնոլոգիայի վրա՝ այսօրվա առաջատար մոտեցման, որը հորինել է հենց IBM-ը, և տրանզիստորները դասավորում է ուղղահայաց՝ միմյանց նկատմամբ շեղված, օգտագործելով 3D հաջորդական ինտեգրում՝ չիպի վրա դրանց ավելի մեծ քանակ տեղավորելու համար։

Ձևավորումը թույլ է տալիս նաև տարբեր նյութեր համադրել յուրաքանչյուր շերտում, իսկ ըստ IBM-ի՝ ճարտարապետությունը փորձնականորեն հաստատվել է, այդ թվում՝ ակնկալվող փոխարկման արագությամբ աշխատող ֆունկցիոնալ CMOS ինվերտորի ցուցադրմամբ, ինչը ապացուցում է, որ կառույցը հնարավոր է կառուցել և այն ի վիճակի է հաշվարկներ կատարել։

VLSI 2026-ին ներկայացված առանձին հետազոտությունը ցույց է տվել, որ nanostack ճարտարապետությունը SRAM-ում ապահովում է 40 տոկոս մասշտաբավորում, ինչը կարևոր է չիպերի դիզայներների համար, ովքեր պետք է բավարարեն առաջադեմ արհեստական բանականության ծանրաբեռնվածության բարձր թողունակության պահանջները։

Ինչու է դա կարևոր

Այս կառուցվածքի շնորհիվ, ըստ IBM-ի, տրամաբանական տեխնոլոգիան առաջին անգամ կարող է անցնել 1 նմ հանգույցից ներքև՝ անգստրեմային մակարդակի մասշտաբավորման, որտեղ չափերը մոտենում են առանձին ատոմների չափերին։ Այսօր հանգույցների անվանումները նշանակում են արտադրական տեխնոլոգիայի սերունդ, այլ ոչ թե ճշգրիտ ֆիզիկական չափ, սակայն IBM-ի ճանապարհային քարտեզը nanostack ուղղությամբ կանխատեսում է առնվազն ևս մեկ տասնամյակ մասշտաբավորում։

«Մենք պարզապես ավելի փոքր տրանզիստորներ չենք պատրաստում, մենք վերաիմաստավորում ենք, թե ինչպես են կառուցվում չիպերը», — ասել է IBM Research-ի տնօրեն և IBM Fellow Ջեյ Գամբետան։ Նրա խոսքով՝ այս արդյունքը հաշվարկները տեղափոխում է նանոմետրային դարաշրջանից ատոմների մասշտաբ։

Աշխատանքը գործընկերների հետ տարվում է Նյու Յորքի Օլբանի քաղաքի կիսահաղորդիչների հետազոտական կենտրոնում, որտեղ շուտով կտեղադրվի ASML-ի High NA EUV լիթոգրաֆիայի սարքը. սարքավորում, որը IBM-ը անհրաժեշտ է համարում տրամաբանության ապագա մասշտաբավորման համար։ High NA EUV գործընթացներն ու գործիքները մշակող գործընկերների թվում են Lam Research-ը, Tokyo Electron-ը և SCREEN Semiconductor Solutions-ը. այդ գործիքներն արդեն տվել են աշխատող սարքեր։ IBM-ը ակնկալում է, որ nanostack-ի ամենավաղ կիրառումը 1 նմ-ից ցածր հանգույցում արտադրության կհասնի արդեն հինգ տարում։