IBM-მა პირველი 1 ნანომეტრზე მცირე ჩიპის ტექნოლოგია წარადგინა

IBM-მა 25 ივნისს განაცხადა, რომ შექმნა მსოფლიოში პირველი 1 ნანომეტრზე მცირე ჩიპის ტექნოლოგია — ტრანზისტორის არქიტექტურა 0,7 ნმ, ანუ 7 ანგსტრემის კვანძზე. კომპანიამ ეს ნაბიჯი იმ ინდუსტრიისთვის მნიშვნელოვან ეტაპად წარმოადგინა, რომელიც ჩიპების ტრადიციული მასშტაბირების ფიზიკურ ზღვარს უახლოვდება.

ახალ ჩიპზე დაახლოებით 100 მილიარდი ტრანზისტორი ეტევა ისეთივე ზომის კრისტალზე, როგორიც ფრჩხილია — ეს თითქმის ორჯერ მეტი სიმკვრივეა IBM-ის 2 ნმ ჩიპთან შედარებით, რომელიც კომპანიამ 2021 წელს წარადგინა. გამოქვეყნებული ტექნიკური შედეგების მიხედვით, ახალი ჩიპი იძლევა 50 პროცენტამდე მეტ წარმადობას ან 70 პროცენტით მეტ ენერგოეფექტურობას IBM-ის 2 ნმ კვანძის ჩიპებთან შედარებით — ეს მოგება გენერაციული ხელოვნური ინტელექტისა და ღრუბლოვანი ინფრასტრუქტურის დატვირთვაზეა გათვლილი.

არქიტექტურა „nanostack“

ამისთვის IBM-ის მკვლევარებმა შეიმუშავეს ტრანზისტორის ახალი დიზაინი სახელწოდებით „nanostack“, რომელსაც კომპანია ინდუსტრიაში პირველ ცნობილ სამგანზომილებიან, ნანოფენებზე დაფუძნებულ არქიტექტურად აღწერს. ის ეყრდნობა ნანოფენის ტექნოლოგიას — დღევანდელ წამყვან მიდგომას, რომელიც თავად IBM-მა გამოიგონა — და ტრანზისტორებს ვერტიკალურად, ერთმანეთის მიმართ წანაცვლებით ალაგებს, 3D თანმიმდევრული ინტეგრაციის გამოყენებით ჩიპზე მათი უფრო მეტი რაოდენობის ჩასატევად.

დიზაინი სხვადასხვა მასალის კომბინაციასაც იძლევა თითოეულ დაწყობილ ფენაში, ხოლო IBM-ის თქმით, არქიტექტურა ექსპერიმენტულად დადასტურდა — მათ შორის ფუნქციონალური CMOS ინვერტორის მუშაობით მოსალოდნელი გადართვის წარმადობით, — რაც ადასტურებს, რომ კონსტრუქცია რეალურად აშენდება და გამოთვლებს ასრულებს.

ცალკე კვლევამ, რომელიც VLSI 2026-ზე იყო წარმოდგენილი, აჩვენა, რომ nanostack არქიტექტურა SRAM-ში 40 პროცენტიან მასშტაბირებას იძლევა, რაც მნიშვნელოვანია ჩიპების დიზაინერებისთვის, რომლებსაც ხელოვნური ინტელექტის დატვირთვის მაღალი გამტარობის მოთხოვნების დაკმაყოფილება უწევთ.

რატომ არის ეს მნიშვნელოვანი

ამ სტრუქტურით, IBM-ის თქმით, ლოგიკური ტექნოლოგია პირველად შეიძლება გასცდეს 1 ნმ კვანძს და ანგსტრემის დონის მასშტაბირებაში გადავიდეს, სადაც ზომები ცალკეული ატომების ზომას უახლოვდება. დღეს კვანძების სახელები უფრო წარმოების ტექნოლოგიის თაობას აღნიშნავს, ვიდრე ზუსტ ფიზიკურ ზომას, თუმცა IBM-ის გეგმა nanostack-ის გზაზე კიდევ მინიმუმ ათწლიან მასშტაბირებას ითვალისწინებს.

„ჩვენ უბრალოდ უფრო პატარა ტრანზისტორებს არ ვაკეთებთ — ჩვენ თავიდან ვქმნით იმას, თუ როგორ შენდება ჩიპები“, — ამბობს ჯეი გამბეტა, IBM Research-ის დირექტორი და IBM Fellow. მისი თქმით, ეს შედეგი გამოთვლებს ნანომეტრის ეპოქიდან ატომების მასშტაბზე გადააქვს.

ეს სამუშაო პარტნიორებთან ერთად ნიუ-იორკის შტატის ქალაქ ოლბანის ნახევარგამტარულ კვლევით ცენტრში მიმდინარეობს, სადაც მალე ASML-ის High NA EUV ლითოგრაფიის აპარატი დამონტაჟდება — აღჭურვილობა, რომელსაც IBM ლოგიკის მომავალი მასშტაბირებისთვის აუცილებელს უწოდებს. High NA EUV პროცესებისა და ხელსაწყოების შემუშავებაში მონაწილეობენ Lam Research, Tokyo Electron და SCREEN Semiconductor Solutions; ამ ხელსაწყოებმა უკვე მისცა მომუშავე მოწყობილობები. IBM ელოდება, რომ nanostack-ის ყველაზე ადრეული დანერგვა 1 ნმ-ზე დაბლა კვანძზე წარმოებას ხუთ წელიწადში მიაღწევს.