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IBM hat eine innovative Transistor-Architektur von 0,7 nm (7 Angstrom) vorgestellt, die als die erste Halbleitertechnologie unter 1 nm in der Branche anerkannt wird.Da der Halbleiterbereich die physikalischen Grenzen der konventionellen Transistor-Skalierung weiterhin überschreitet,Diese Forschungsergebnisse markieren einen wichtigen wissenschaftlichen und technologischen Durchbruch in der Industrie.
IBM-Nanostack-Technologie
Diese experimentelle Technologie ermöglicht die Integration von fast 100 Milliarden Transistoren auf einem Chip von der Größe eines Fingernagels.Fast verdoppelt die Transistordichte von IBMs 2nm-Chip-Technologie, die erstmals 2021 eingeführt wurde- nach Angaben von IBM an die Optimierungsprioritäten praktischer Anwendungsszenarien angepasst,Die neue Architektur kann im Vergleich zum bestehenden 2nm-Verfahren bis zu 50% höhere Leistung oder bis zu 70% verbesserte Energieeffizienz liefern..
Der Kern dieser Technologie ist eine innovative dreidimensionale Transistor-Architektur namens "Nanostack", die zum ersten Mal in der Branche die Skalierung von Logic-Chips unter 1 nm realisiert.
Innovative 3D-Nanostack-Architektur
Diese Technologie geht über die traditionelle Lösung der einfachen Verkleinerung der Transistordimensionen hinaus und stapelt und stagniert Nanoblatttransistoren vertikal über einen 3D-Integrationsprozess.Dieser innovative Ansatz erhöht nicht nur die Dichte der Transistorenintegration, ermöglicht aber auch die Verwendung verschiedener Materialien in jeder Schicht und ermöglicht eine unabhängige und präzise Optimierung der Chipleistung und des Stromverbrauchs innerhalb der gestapelten Struktur.
Das IBM-Forschungsteam hat die experimentelle Validierung der Architektur durch ultradünne dielektrische Bindung für CMOS-Integration, Dual-Channel-Engineering-Optimierung,und Prüfung von voll funktionsfähigen CMOS-WechselrichterkreisenEine Reihe von Testresultaten hat gezeigt, daß die Architektur physikalisch herstellbar ist und den Betrieb verschiedener Rechenarbeitslasten stetig unterstützen kann.
Jay Gambetta, Direktor von IBM Research, erklärte, dieser Durchbruch sei kein einfaches Upgrade der Transistor-Skalierung, sondern eine disruptive Innovation in den Chipherstellungsprozessen.bei Prozessmaßstäben nahe der Atomstufe, bietet die Architektur gleichzeitig Verbesserungen sowohl der Chipleistung als auch der Energieeffizienz.
SRAM-Skalierungsoptimierung für KI-Rechenleistung
Auf dem Symposium über VLSI-Technologie und -Schaltungen im Jahr 2026 veröffentlichte IBM ein weiteres unterstützendes Forschungsergebnis: Die Nanostack-Architektur erreicht eine SRAM-Skalierung von etwa 40%.Für KI-Beschleuniger und Hochleistungsrechner, die Gesamtleistung des Systems häufig durch Speicherbandbreite und Speicherkapazität eingeschränkt wird.Die kontinuierliche Verbesserung der Speicherdichte ist daher für fortschrittliche Rechenanwendungen immer wichtiger geworden..
Diese SRAM-Innovationen ermöglichen es Chip-Designern, effizientere Prozessoren zu entwickeln und gleichzeitig die wachsenden Speicheranforderungen von generativer KI, Cloud-Infrastruktur und datenreichen Arbeitslasten zu erfüllen.
Erweiterung der Fahrplanung für Halbleitertechnologie
Während moderne Prozessknoten nicht mehr streng mit spezifischen physikalischen Transistordimensionen übereinstimmen, eröffnet IBMs 0.7nm-Technologie einen tragfähigen Weg für eine kontinuierliche Logikskalierung in die Angstrom-Ära.Das Unternehmen glaubt, dass die Nanostack-Methodik eine weitere Transistorskalierung für mindestens ein weiteres Jahrzehnt über die heutigen modernen Verfahren hinaus ermöglichen kann..
Die Forschung wurde gemeinsam mit Industriepartnern am IBM-Halbleitungsforschungszentrum in Albany, New York, durchgeführt.Die Anlage soll das Lithographie-System ASML mit hoher numerischer Öffnung (High NA EUV) mit extremem Ultraviolett aufnehmen.IBM und seine Mitarbeiter haben bereits funktionelle Geräte, die mit High NA EUV-Prozessen hergestellt wurden, verifiziert.
Aussichten für die Produktion
IBM stärkt seine Position als führende Halbleiterforschungseinrichtung mit umfangreichen Beiträgen in den Bereichen Siliziumprozessinnovation, KI-Hardware-Design,und Entwicklung von QuantenrechnungenDas Unternehmen hat kürzlich die Gründung von Anderon angekündigt, einer unabhängigen Quantengießerei, die sich der Herstellung von Quantenwafer widmet.
Obwohl der Durchbruch von 0,7 nm derzeit eine Forschungsergebnis bleibt, gibt IBM an, dass die kommerzielle Herstellung auf der Grundlage der Nanostack-Architektur innerhalb der nächsten fünf Jahre realisiert werden kann.zur Schaffung einer soliden Grundlage für die in Serie herstellbare Halbleitertechnologie unter 1 nm.
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