В основе разработки лежит новая платформа Nanostack, способная разместить на одном кристалле почти 100 млрд транзисторов. Это примерно вдвое больше, чем обеспечивала представленная IBM в 2021 году технология 2-нм нанолистовых транзисторов, которая впоследствии стала основой для современных передовых производственных узлов.
По словам разработчиков, Nanostack представляет собой не отдельное инженерное решение, а целую платформу, способную обеспечить дальнейшее масштабирование полупроводниковой индустрии как минимум на десятилетие вперёд.
Архитектура использует вертикальное размещение транзисторов на основе нанолистов. В отличие от традиционного уменьшения размеров элементов в одной плоскости, новая технология предполагает формирование нескольких активных слоёв друг над другом, что позволяет значительно повысить плотность размещения компонентов без пропорционального роста площади кристалла.
Высота каждого нанолиста составляет около 5 нм, что сопоставимо примерно с пятнадцатью атомами кремния, а расстояние между слоями достигает 9 нм. Подобная конструкция позволяет независимо подключать лицевую и обратную стороны транзисторов для подачи питания и передачи сигналов, обеспечивая дополнительную гибкость при проектировании микросхем.
Одним из ключевых преимуществ новой платформы станет возможность дальнейшего масштабирования встроенной памяти SRAM. Именно сложности с уменьшением размеров SRAM в последние годы стали одной из главных проблем при создании ускорителей искусственного интеллекта, которым требуются всё большие объёмы быстрой памяти непосредственно рядом с вычислительными блоками.
IBM заявляет, что новая технология обеспечивает улучшение масштабирования SRAM примерно на 40% по сравнению с 2-нм решениями. Это может стать важным шагом к преодолению так называемой «стены памяти» — ситуации, при которой вычислительные блоки способны обрабатывать данные быстрее, чем память успевает их передавать.
Разработчики считают, что новая архитектура особенно востребована в системах искусственного интеллекта следующего поколения, где объёмы локальной памяти становятся одним из ключевых факторов производительности и энергоэффективности.
Для реализации технологии IBM использовала метод последовательной интеграции, предполагающий многократное соединение слоёв полупроводниковых структур с помощью сверхтонких диэлектрических связей. Такой подход позволяет оптимизировать материалы и характеристики каждого слоя независимо друг от друга и открывает возможности для создания новых типов транзисторов.
Компания полагает, что платформа Nanostack сможет обеспечить развитие индустрии от современных 7-ангстремных технологий до уровня 1 ангстрема и ниже.
Параллельно IBM совместно с партнёрами продолжает разработку новых материалов, производственных процессов и методов литографии с высокой числовой апертурой EUV, которые потребуются для серийного выпуска подобных микросхем.
По мере приближения размеров транзисторов к атомному масштабу инженеры всё чаще сталкиваются с квантовыми эффектами, способными влиять на работу устройств. Управление этими эффектами становится одной из главных задач следующего этапа развития полупроводниковой отрасли.
Если технология IBM окажется жизнеспособной в массовом производстве, она может стать основой нового поколения процессоров для искусственного интеллекта, высокопроизводительных вычислений и центров обработки данных после завершения эпохи традиционного масштабирования кремниевых транзисторов.
Источник: https://www.eetimes.com/ibm-shows-sub-1-nm-chips-targeting-production-in-5-years/
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
