IBM, 1 nanometrenin altındaki ilk çip teknolojisini tanıttı

IBM 25 Haziran'da dünyanın ilk 1 nanometre altı çip teknolojisini geliştirdiğini duyurdu: 0,7 nm, yani 7 angstrom düğümünde bir transistör mimarisi. Şirket bunu, geleneksel çip küçültmenin fiziksel sınırlarına yaklaşan sektör için bir dönüm noktası olarak sundu.

Yeni çip, tırnak büyüklüğündeki bir kırmık üzerinde yaklaşık 100 milyar transistör barındırıyor; bu, IBM'in 2021'de tanıttığı 2 nm çipine kıyasla neredeyse iki kat yoğunluk demek. Yayımlanan teknik sonuçlar, çipin IBM'in 2 nm düğüm çiplerine göre yüzde 50'ye kadar daha fazla performans ya da yüzde 70 daha yüksek enerji verimliliği sunduğunu öngörüyor; bu kazanım üretken yapay zeka ve bulut altyapısı gibi iş yüklerine yönelik.

“nanostack” mimarisi

Bunu başarmak için IBM araştırmacıları, şirketin sektörün bilinen ilk üç boyutlu, nanosheet tabanlı mimarisi olarak tanımladığı “nanostack” adlı yeni bir transistör tasarımı geliştirdi. Tasarım, IBM'in kendi icadı olan ve bugünün önde gelen yaklaşımı sayılan nanosheet teknolojisini temel alıyor; transistörleri dikey olarak üst üste dizip kaydırarak ve 3D sıralı entegrasyonu kullanarak tek bir çipe daha fazlasını sığdırıyor.

Tasarım ayrıca her katmanda farklı malzeme kombinasyonlarına izin veriyor; böylece bir transistörün performansı ve güç tüketimi diğerinden bağımsız olarak ayarlanabiliyor. IBM'e göre mimari, CMOS entegrasyonunda ultra ince dielektrik bağlama, çift kanal mühendisliği ve beklenen anahtarlama performansıyla çalışan bir CMOS invertörüyle deneysel olarak doğrulandı; bu da yapının fiziksel olarak inşa edilebildiğini ve hesaplama yapabildiğini gösteriyor.

VLSI 2026'da sunulan ayrı bir araştırma, nanostack mimarisinin SRAM'de yüzde 40 küçültme sağladığını gösterdi; bu, ileri yapay zeka iş yüklerinin yüksek bant genişliği taleplerini karşılaması gereken çip tasarımcıları için önemli.

Neden önemli

IBM'e göre bu yapıyla mantık teknolojisi ilk kez 1 nm düğümünün altına, boyutların tek tek atomların ölçeğine yaklaştığı angstrom düzeyine inebiliyor. Düğüm adları bugün kesin bir fiziksel ölçüyü değil bir üretim teknolojisi kuşağını ifade ediyor; ancak IBM'in yol haritası nanostack hattında en az on yıl daha küçültme öngörüyor.

IBM Research direktörü ve IBM Fellow Jay Gambetta, “Sadece daha küçük transistörler yapmıyoruz, çiplerin nasıl inşa edildiğini yeniden icat ediyoruz” dedi. Ona göre bu sonuç, hesaplamayı nanometre çağından atomların ölçeğine taşıyor.

Çalışma, New York Albany'deki yarı iletken araştırma tesisinde ortaklarla yürütülüyor; tesise yakında ASML'nin High NA EUV litografi aracı kurulacak ve IBM bunu mantıkta gelecekteki küçültme için zorunlu görüyor. High NA EUV süreç ve araçlarını geliştiren ortaklar arasında Lam Research, Tokyo Electron ve SCREEN Semiconductor Solutions var; bu araçlar şimdiden çalışan aygıtlar üretti. IBM, nanostack'in 1 nm altı düğümde en erken benimsenmesinin beş yıl içinde üretime ulaşacağını öngörüyor.