Il chip presentato in giugno da IBMè il primo al mondo sotto il nanometro ed è destinato a guidare l’industria dei semiconduttori nel prossimo decennio. Il modello è caratterizzato da una rivoluzionaria architettura di transistor a 0,7 nm, ovvero un nodo a 7 angstrom. Questo risultato 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.
Le caratteristiche del nuovo chip
Il modello 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 migliorare le prestazioni e l’efficienza. Questo 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 quello a 2 nm . Questo consentirà di accelerare le capacità di elaborazione in ambiti quali l’intelligenza artificiale generativa, le infrastrutture cloud e i dispositivi elettronici di nuova generazione.
Un momento fondamentale per l’informatica
Jay Gambetta, Direttore di IBM Research e IBM Fellow
L’ultima innovazione di IBM nel campo dei chip 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. L’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 realizzarlo, i ricercatori IBM hanno sviluppato una nuova architettura di transistor denominata “nanostack”, il primo design tridimensionale a nanosheet del settore. Esso rappresenta un avanzamento significativo rispetto alla tecnologia nanosheet, attualmente all’avanguardia. L’architettura nanostack prevede la sovrapposizione e l’interconnessione verticale dei transistor, che utilizza l’integrazione sequenziale 3D per aumentare la densità sul chip. L’pproccio consente inoltre l’utilizzo di materiali diversi in ciascun livello sovrapposto, ottimizzando in modo indipendente le prestazioni e l’efficienza energetica di ogni transistor.
Obiettivo migliorare sempre di più
La validazione sperimentale dell’architettura nanostack è ottenuta con tecniche di bonding dielettrico ultra-sottile nell’integrazione CMOS. Inoltre la dimostrazione di capacità di ingegnerizzazione a doppio canale e il funzionamento di inverter CMOS con prestazioni di switching conformi alle aspettative. I 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.
Il percorso di miniaturizzazione
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.
Una leadership costruita su decenni di innovazione nei chip
Questo risultato si inserisce nella lunga tradizione di IBM come leader in ricerca e sviluppo sui semiconduttori. L’azienda è protagonista nello sviluppo dei chip che alimentano i sistemi di calcolo, dai primi semiconduttori negli anni Sessanta fino al primo chip a 2 nm al mondo. IBM continua a essere all’avanguardia nel campo dei semiconduttori, dell’hardware per l’intelligenza artificiale, dei circuiti logici e dei processori quantistici, contribuendo a plasmare il futuro dell’informatica.
Il progetto Anderon
IBM ha inoltre recentemente annunciato un progetto per la creazione di Anderon, il primo stabilimento di produzione al mondo interamente dedicato al quantum. Anderon, società indipendente di IBM, valorizzerà le competenze d’eccellenza dell’azienda nei semiconduttori e nel calcolo quantistico. Contribuendo a rafforzare la capacità degli Stati Uniti di produrre la maggior parte dei wafer quantistici a livello globale.
