Importante innovazione nel campo dei semiconduttori con la presentazione di IBM del primo chip al mondo sotto il nanometro (nm).
Basato su una rivoluzionaria architettura 3D ‘nanostack‘, il chip di IBM sotto 1 nm è destinato a guidare l’industria dei semiconduttori nel prossimo decennio.
CARATTERISTICHE E VANTAGGI DEL CHIP DI IBM
Caratterizzato da una rivoluzionaria architettura di transistor a 0,7 nm, ovvero un nodo a 7 angstrom, il chip IBM segna un punto di svolta per un settore che si confronta con i limiti fisici delle tradizionali tecniche di scaling dei chip.
I semiconduttori sono alla base di ambiti strategici che spaziano dalla computazione agli elettrodomestici, dai dispositivi di comunicazione ai sistemi di trasporto fino alle infrastrutture critiche.
Il nuovo chip di IBM sotto 1 nm integra quasi 100 miliardi di transistor su un’area grande quanto un’unghia, quasi raddoppiando la densità rispetto al chip a 2 nm presentato da IBM nel 2021. Grazie a una serie di innovazioni strutturali e nei materiali, tra cui l’innovativa architettura tridimensionale nanostack, la tecnologia dimostra come sia possibile continuare a migliorare le prestazioni e l’efficienza anche quando le dimensioni dei componenti si avvicinano alla scala atomica.
I risultati tecnici indicano che il nuovo chip potrà offrire un significativo salto prestazionale: fino al 50% in più di performance o anche fino al 70% in più di efficienza energetica rispetto ai chip di IBM a 2 nm1. Questo progresso consentirà di accelerare le capacità di elaborazione in ambiti quali l’intelligenza artificiale generativa, le infrastrutture cloud e i dispositivi elettronici di nuova generazione.
IL PRIMO CHIP AL MONDO SOTTO IL NANOMETRO DI IBM APRE LA PROSSIMA ERA DELL’INFORMATICA
“L’ultima innovazione di IBM nel campo dei chip – evidenzia Jay Gambetta, Direttore di IBM Research e IBM Fellow – segna un momento epocale nell’informatica, spingendo la tecnologia oltre l’era dei nanometri, fino alla scala degli atomi. Con la nuova architettura nanostack, non ci limitiamo a ridurre le dimensioni dei transistor, ma ridefiniamo il modo in cui i chip vengono progettati per offrire una potenza e un’efficienza energetica senza precedenti. Questa innovazione, prima nel suo genere, rafforza la leadership di IBM nelle tecnologie di nuova generazione e pone le basi per la prossima era dell’informatica”.
NANOSTACK: UNA SVOLTA PER LA PROGETTAZIONE DEI CHIP
Per realizzare questo chip, i ricercatori IBM hanno sviluppato una nuova architettura di transistor denominata ‘nanostack‘, il primo design tridimensionale a nanosheet del settore. Nanostack rappresenta un avanzamento significativo rispetto alla tecnologia nanosheet, attualmente all’avanguardia e originariamente sviluppata da IBM.
L’architettura nanostack prevede la sovrapposizione e l’interconnessione verticale dei transistor, che utilizza l’integrazione sequenziale 3D per aumentare la densità sul chip. Questo approccio consente inoltre l’utilizzo di materiali diversi in ciascun livello sovrapposto, ottimizzando in modo indipendente le prestazioni e l’efficienza energetica di ogni transistor.
La validazione sperimentale dell’architettura nanostack è stata ottenuta attraverso tecniche di bonding dielettrico ultra-sottile nell’integrazione CMOS, la dimostrazione di capacità di ingegnerizzazione a doppio canale e il funzionamento di inverter CMOS con prestazioni di switching conformi alle aspettative. Questi risultati confermano la realizzabilità fisica della tecnologia e la sua capacità di supportare elaborazioni reali.
Inoltre, nuove ricerche presentate al VLSI 2026 hanno dimostrato che l’architettura nanostack consente un miglioramento del 40% nello scaling della memoria SRAM2, aprendo la strada alla progettazione di chip più efficienti e capaci di sostenere le elevate richieste di banda delle applicazioni di intelligenza artificiale.
Grazie a questa struttura innovativa, la tecnologia logica può per la prima volta estendersi al di sotto del nodo di 1 nm, portando l’industria nell’era dello scaling a livello angstrom, dove le dimensioni si avvicinano a quelle dei singoli atomi. Pur rappresentando oggi i nodi dei transistor una generazione tecnologica più che una misura fisica precisa, la tecnologia a 0,7 nm (7 angstrom) dimostra come sia possibile proseguire nel percorso di miniaturizzazione. “Con l’introduzione dell’architettura nanostack, la roadmap dei semiconduttori IBM prevede almeno un altro decennio di innovazione nello scaling”, concludono da IBM.
