芯片解密IBM发布全球首个亚纳米工艺芯片
芯片解密美国IBM公司宣布推出全球尺寸最小、性能最强的计算机芯片技术,并展示了全球首个亚1纳米(0.7纳米)工艺节点芯片。这一突破性成果标志着人类首次在指甲盖大小的芯片上集成了约1000亿个晶体管,通过创新的垂直堆叠架构,可在相同功耗下将芯片性能提升50%,或在保持同等性能时将能效提升70%。
IBM此次提出的“纳米堆叠”(Nanostack)新架构,芯片解密借鉴了城市向上发展而非向外扩张的规划理念。研究人员在不继续压缩器件平面尺寸的前提下,将晶体管垂直堆叠为两层,采用类似制作千层蛋糕的工艺制造芯片:先在硅片上制造第一层晶体管,再覆盖新硅层并制作第二层,最终实现上下两层之间的电连接。这一方式让工程师可以在每一层使用不同材料,从而独立调节性能和功耗指标。
与当前行业已规模应用的3D堆叠封装技术不同,IBM的纳米堆叠是在晶体管层面进行垂直集成,难度远高于封装层面的堆叠。作为对比,人类红细胞的直径约7000纳米,是该晶体管节点宽度的1万倍。据IBM披露,采用0.7纳米技术后,AI加速器算力预计可达现有水平的约6倍,大型语言模型训练时间有望从约3个月缩短至数周。
不过,这项技术在产业化方面仍面临严峻挑战。芯片解密多层晶体管结构意味着任意一层制造缺陷都可能导致整块芯片失效,良率控制和成本管理难度显著增加。此外,制造上层晶体管时必须严格控制热预算,避免高温损伤下层已完成电路。IBM表示已实现低温制造第二层晶体管,但尚未披露具体工艺细节。公司计划在五年内实现量产,目标从0.7纳米逐步推进至5埃米、3埃米甚至1埃米节点,为摩尔定律延续10至15年提供了全新可能。

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