IBM a récemment annoncé le lancement de la première technologie de puce au monde inférieure à 1 nanomètre (sub-1 nm), dont le cœur est une nouvelle architecture de transistor de 0,7 nanomètre, ou 7 nœuds angström. La société a déclaré que cette réalisation montre que l'industrie des semi-conducteurs devrait continuer à améliorer ses performances et son efficacité énergétique à mesure qu'elle se rapproche des limites physiques des processus de fabrication traditionnels.
Selon IBM, cette puce peut intégrer près de 100 milliards de transistors sur une puce de la taille d'un ongle, soit presque deux fois plus dense que la puce de 2 nanomètres qu'elle lancera en 2021. Les technologies associées s'appuient sur une série d'innovations structurelles et matérielles, notamment l'architecture tridimensionnelle « Nanostack » proposée par IBM, qui vise à faire avancer la fabrication de puces vers une ère proche de l'échelle atomique.
IBM a déclaré que les résultats techniques publics montrent que ce nouveau processus peut apporter jusqu'à 50 % d'amélioration des performances ou 70 % d'amélioration de l'efficacité énergétique par rapport aux puces à nœuds de 2 nm, et qu'il est adapté à des scénarios tels que l'IA générative, l'infrastructure cloud et les équipements électroniques de nouvelle génération. Jay Gambetta, responsable de la recherche chez IBM, a déclaré que cette avancée signifie que la technologie des puces passe de l'ère nanométrique à l'échelle atomique et jettera les bases de la prochaine étape de la puissance de calcul.
"Nanostack" est décrit par IBM comme la première conception de transistor tridimensionnelle connue à base de nanofeuilles de l'industrie. Cette architecture utilise l'intégration séquentielle 3D pour augmenter le nombre de transistors par puce unitaire en empilant les transistors verticalement et en les échelonnant. Il peut également utiliser différentes combinaisons de matériaux dans différentes couches empilées pour optimiser les performances et la consommation électrique de chaque couche de transistors.
IBM a également déclaré que cette architecture a prouvé sa faisabilité pratique en matière de fabrication et de calcul grâce à l'intégration CMOS d'une liaison diélectrique ultra-mince, à la démonstration de capacités d'ingénierie double canal et à la vérification fonctionnelle des inverseurs CMOS avec les performances de commutation attendues. Dans le même temps, une nouvelle recherche présentée par IBM au VLSI 2026 montre que l'architecture Nanostack peut permettre à la SRAM d'atteindre une amélioration de 40 % en matière de mise à l'échelle, contribuant ainsi à répondre aux exigences de données à large bande passante des charges de travail d'IA avancées.
IBM a souligné qu'à mesure que la technologie logique passe pour la première fois en dessous du nœud de 1 nanomètre, le processus de fabrication des puces entre dans la phase de mise à l'échelle « au niveau de l'angström ». La société estime que même si les noms de nœuds représentent désormais davantage de générations de fabrication que de dimensions physiques précises, sa technologie de 0,7 nm prouve néanmoins qu'une mise à l'échelle continue est réalisable et fournit une feuille de route pour l'évolution des processus pour au moins la prochaine décennie.
En termes d'aménagement industriel, IBM a déclaré que ces recherches et développements avaient été réalisés dans le centre de recherche sur les semi-conducteurs d'Albany, dans l'État de New York, qui sera à l'avenir équipé d'équipements de lithographie High NA EUV. IBM collabore également avec des partenaires tels que Lam Research, Tokyo Electronics et SCREEN Semiconductor Solutions pour développer des processus et des outils High NA EUV, et a déclaré que des travaux pertinents ont produit des dispositifs fonctionnels.
IBM a également mentionné que la société a récemment annoncé la création d'Anderon, la première fonderie purement quantique au monde. Selon IBM, étant donné que la technologie Nanostack devrait entrer dans les applications de nœuds inférieurs au nanomètre dès les cinq prochaines années, la voie de la production de masse pertinente devrait apparaître dès les cinq prochaines années environ.