Subnanometarska utrka: IBM predstavio 0,7 nm tehnologiju s nanostack arhitekturom
Iako je TSMC, zahvaljujući svojoj 2-nanometarskoj N2 procesnoj tehnologiji, trenutačni lider u komercijalnoj proizvodnji poluvodiča, konkurencija ne posustaje. IBM je nedavno najavio razvoj prve svjetske tehnologije koja omogućuje proizvodnju čipova sa subnanometarskom topologijom, držeći ostatak industrije na oprezu.
Nova se tehnologija temelji na čvoru od 0,7nm i uvodi naprednu tranzistorsku arhitekturu nazvanu „Nanostack”. Njezin dizajn implementira vertikalno slaganje i prostorni pomak tranzistora temeljenih na nanoslojevima (nanosheets). Ovakav trodimenzionalni raspored omogućuje integraciju znatno većeg broja komponenti unutar iste površine silicija, što izravno skalira performanse i energetsku učinkovitost.
Performanse i gustoća tranzistora
IBM navodi da ovaj novi proces omogućuje integraciju gotovo 100 milijardi tranzistora na čip veličine nokta. U usporedbi s postojećom 2-nanometarskom tehnologijom, nova subnanometarska arhitektura donosi 2x veću gustoću pakiranja komponenti, do 50% veće performanse pri istoj potrošnji, 70% manju potrošnju energije pri istim performansama i do 40% bolje skaliranje SRAM memorije, što je ključno za priručne memorije modernih procesora.
Laboratorijski proboj vs. komercijalna stvarnost
Važno je naglasiti da je ova IBM-ova objava primarno indikator napretka u fazi R&D-a (istraživanja i razvoja), a ne najava skorog početka masovne proizvodnje. Kronologija tvrtke poziva na oprez: IBM je još 2021. godine predstavio prvi 2-nanometarski čip na svijetu s 50 milijardi tranzistora. Danas, pet godina kasnije, ta tehnologija još uvijek nije doživjela široku komercijalnu primjenu. Razlog leži u promjeni poslovnog modela. IBM više nije komercijalni proizvođač (foundry) s vlastitim proizvodnim pogonima (fabs). Tvrtka je svoj proizvodni odjel svojedobno prodala kompaniji GlobalFoundries te se od tada isključivo fokusirala na bazična istraživanja poluvodiča, dizajn i licenciranje intelektualnog vlasništva. Pokušaj komercijalizacije 2-nanometarskog procesa kroz partnerstvo s japanskim konzorcijem Rapidus dosad još nije rezultirao stabilnom masovnom proizvodnjom (HVM).
Pogled u budućnost i tehnički izazovi
IBM procjenjuje da bi nova 0,7nm tehnologija mogla postati komercijalno dostupna u idućih pet godina. Ipak, realizacija tog roka u potpunosti ovisi o vanjskim čimbenicima:
- Uspješnosti transfera tehnologije na proizvodne partnere
- Dostupnosti napredne High-NA EUV litografske opreme (ekstremno ultraljubičasto svjetlo s visokim numeričkim otvorom)
- Rješavanju fizikalnih izazova poput kvantnog tuneliranja struje na subnanometarskim razinama.
Utrka do subnanometarskog čvora je otvorena, no put od laboratorijskog prototipa do stabilnog prinosa (yield) na silicijskoj pločici i dalje ostaje najveća prepreka u industriji.
