2026年6月25日,IBM宣布取得半导体领域里程碑式重大技术突破,推出全球首款亚1纳米芯片工艺,凭借全新自研的革新型晶体管架构,成功实现0.7纳米(7埃米)制程节点的技术验证。
这款全新亚1纳米制程芯片,可在指甲盖大小的芯片面积上集成近1000亿颗晶体管,晶体管密度约为其2021年发布的2纳米芯片的两倍。依托结构设计与核心材料的一系列创新突破,其中包括IBM开创性的三维纳米堆叠晶体管架构。该技术有力地证明了即便芯片元器件尺寸已逼近原子量级,芯片的性能提升与能效优化仍具备持续演进的空间。
据目前已公开的实验室实测数据显示,该制程芯片的性能将实现跨越式跃升:与IBM 2纳米制程芯片相比,同功耗条件下最高可提升50%运算性能,同性能条件下可实现最高70%的能效优化,未来将全面赋能生成式人工智能、云基础设施及下一代电子设备等高算力需求场景。
为攻克亚1纳米制程的物理极限,IBM科研团队打造了全新晶体管架构——正式命名为“纳米堆叠”(Nanostack),这也是业内首款基于纳米片技术演进而来的三维立体晶体管设计。相较于当前行业主流、同样由IBM首创的平面纳米片架构,纳米堆叠技术实现了代际式跨越式升级。
该设计将晶体管以垂直交错的方式堆叠排布,依托三维顺序集成工艺,在有限的芯片面积内集成更多晶体管;同时可在每一层堆叠结构中匹配不同的材料组合,让每颗晶体管都能独立实现性能与功耗的最优配置。
研发团队先后完成了CMOS集成工艺超薄介质键合、双沟道工程性能验证、CMOS反相器完整功能测试,其开关性能完全达到设计预期,顺利完成纳米堆叠架构的全流程实验验证。多项实验结果共同证实,纳米堆叠技术已具备量产制造的技术可行性,能够稳定支撑实际运算任务的运行。
此外,在刚刚落幕的2026年超大规模集成电路国际研讨会(VLSI 2026)上发布的最新研究成果中,IBM团队进一步验证纳米堆叠架构可将静态随机存取存储器(SRAM)的单元面积缩减40%。借助这一特性,芯片设计师能够打造出能效更高的芯片产品,同时更好地满足高端人工智能算力任务对高带宽、低延迟数据传输的核心需求。
依托这项颠覆性的架构创新,全球逻辑芯片工艺首次正式突破1纳米节点门槛,迈入埃米级微缩的全新时代,元器件尺寸尺度已趋近单个硅原子的直径量级。需要说明的是,当前行业所称的制程节点仅代表一代制造技术的代际标准,而非晶体管的精确物理尺寸。
IBM此次0.7纳米(即7埃米)工艺的突破,从技术路径上再次印证了芯片制程持续微缩的可行性。基于全新的纳米堆叠架构,IBM的半导体技术路线图预计至少还能支撑未来十年的制程微缩迭代。
按照目前的技术规划,纳米堆叠技术将率先落地于亚1纳米工艺节点,IBM官方预判,整套技术最快可在五年内实现规模化量产。小编将在第一时间分享更多相关最新动态和爆料,敬请关注。