IBM ha presentato un’importante innovazione nel campo dei semiconduttori con l’introduzione della prima tecnologia di chip al mondo con dimensioni inferiori a 1 nanometro, caratterizzata da una rivoluzionaria architettura a transistor a 0,7 nm, ovvero 7 angstrom. Questo traguardo rappresenta una pietra miliare per un settore che si trova ad affrontare i limiti fisici della tradizionale miniaturizzazione dei chip. I semiconduttori svolgono un ruolo fondamentale in svariati ambiti, dall’informatica agli elettrodomestici, dai dispositivi di comunicazione ai sistemi di trasporto e alle infrastrutture critiche.
Il nuovo chip IBM con dimensioni inferiori a 1 nm integra quasi 100 miliardi di transistor su un chip delle dimensioni di un’unghia, quasi il doppio della densità del chip IBM a 2 nm presentato nel 2021. Grazie a una serie di innovazioni strutturali e dei materiali, tra cui l’innovativa architettura nanostack tridimensionale di IBM, questa tecnologia dimostra come sia possibile ottenere continui miglioramenti in termini di prestazioni ed efficienza anche con dimensioni dei chip che si avvicinano a quelle atomiche.
Secondo i risultati tecnici pubblicati, il nuovo chip dovrebbe offrire un notevole salto di qualità in termini di prestazioni, fino al 50% in più o il 70% in più di efficienza energetica rispetto ai chip IBM a 2 nm, potenziando la capacità di calcolo per applicazioni che spaziano dall’intelligenza artificiale generativa e dalle infrastrutture cloud ai dispositivi elettronici di nuova generazione.
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 atomica. “Con la nostra nuova architettura nanostack, non stiamo semplicemente realizzando transistor più piccoli, ma stiamo reinventando il modo in cui i chip vengono costruiti per offrire una potenza e un’efficienza energetica nettamente superiori”, ha dichiarato Jay Gambetta, Direttore di IBM Research e IBM Fellow. “Questa innovazione, la prima nel settore, prosegue la tradizione di IBM di leadership nelle tecnologie di nuova generazione e pone le basi per la prossima era dell’informatica.”
Per produrre questo chip, i ricercatori IBM hanno sviluppato un’architettura di transistor completamente nuova, chiamata “nanostack”, il primo design tridimensionale basato su nanosheet conosciuto nel settore. La tecnologia nanostack rappresenta un importante passo avanti rispetto alla tecnologia nanosheet, l’architettura all’avanguardia attualmente in uso nel settore, inventata da IBM. Il design nanostack impila e sfalsa verticalmente i transistor, sfruttando l’integrazione sequenziale 3D per concentrare un maggior numero di transistor su un singolo chip. Questo design consente inoltre l’utilizzo di diverse combinazioni di materiali all’interno di ogni strato impilato, ottimizzando le prestazioni e l’efficienza energetica di ciascun transistor indipendentemente dagli altri.
L’architettura nanostack di IBM è stata validata sperimentalmente attraverso il bonding dielettrico ultrasottile nell’integrazione CMOS, la dimostrazione della capacità di ingegneria a doppio canale e il funzionamento di un inverter CMOS con le prestazioni di commutazione previste. Nel complesso, questi risultati confermano che la tecnologia nanostack è fisicamente realizzabile e supporta calcoli reali.
Inoltre, in una nuova ricerca presentata al VLSI 2026, i ricercatori IBM hanno dimostrato che l’architettura nanostack offre una scalabilità del 40% nelle SRAM, consentendo ai progettisti di chip di creare chip molto più efficienti, supportando al contempo le elevate esigenze di larghezza di banda dei carichi di lavoro di intelligenza artificiale avanzata.
Grazie a questa struttura rivoluzionaria, la tecnologia logica può estendersi per la prima volta al di sotto del nodo da 1 nm, inaugurando l’era della miniaturizzazione a livello di angstrom, dove le dimensioni si avvicinano a quelle dei singoli atomi. Mentre oggi i nodi dei transistor si riferiscono a una generazione di tecnologia di produzione piuttosto che a una dimensione fisica precisa, la tecnologia a 0,7 nm di IBM dimostra come la miniaturizzazione continua sia possibile. Con la nuova architettura nanostack, la roadmap di IBM per i semiconduttori prevede almeno un decennio di ulteriore miniaturizzazione.
Questa innovazione è l’ennesima conferma della leadership di IBM nella ricerca e sviluppo di semiconduttori. IBM è all’avanguardia mondiale nello sviluppo dei chip che alimentano i sistemi informatici da decenni, dai primi semiconduttori degli anni ’60 al primo chip al mondo con nodo da 2 nm. IBM continua a innovare all’avanguardia nel settore del silicio, dell’hardware per l’intelligenza artificiale, della logica e dei processori quantistici, sviluppati per alimentare il futuro dell’informatica.
IBM e i suoi partner conducono questo lavoro presso un importante centro di ricerca sui semiconduttori ad Albany, New York, che a breve ospiterà uno strumento di litografia a ultravioletti estremi ad alta apertura numerica, essenziale per il futuro della miniaturizzazione dei circuiti logici. Sviluppata da ASML, questa tecnologia consente la stampa di circuiti di altissima precisione, supportando la creazione di chip più piccoli e potenti. IBM e i suoi partner, tra cui Lam Research Corp., Tokyo Electron e SCREEN Semiconductor Solutions, hanno collaborato allo sviluppo di nuovi processi e strumenti High NA EUV che hanno già permesso di realizzare dispositivi funzionanti.
