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IBM a dévoilé une architecture innovante de transistor de 0,7 nm (7 angströms), reconnue comme la première technologie de semi-conducteurs inférieure à 1 nm du secteur. Alors que le secteur des semi-conducteurs continue de repousser les limites physiques de la mise à l’échelle des transistors conventionnels, cette réalisation de recherche marque une avancée scientifique et technologique clé dans l’industrie.
Technologie IBM Nanostack
Cette technologie expérimentale permet l'intégration de près de 100 milliards de transistors sur une puce de la taille d'un ongle, doublant presque la densité de transistors de la technologie de puce 2 nm d'IBM lancée pour la première fois en 2021. Selon IBM, adaptée aux priorités d'optimisation des scénarios d'application pratiques, la nouvelle architecture peut offrir des performances jusqu'à 50 % supérieures ou une efficacité énergétique jusqu'à 70 % améliorée par rapport au processus 2 nm existant.
Le cœur de ce lancement technologique est une architecture de transistor tridimensionnelle innovante appelée « nanostack », qui réalise une mise à l'échelle de puce logique inférieure à 1 nm pour la première fois dans l'industrie.
Architecture innovante de nanopile 3D
Allant au-delà de la solution traditionnelle consistant simplement à réduire les dimensions des transistors, cette technologie empile et échelonne verticalement les transistors en nanofeuilles via un processus d'intégration 3D. Cette approche innovante augmente non seulement considérablement la densité d'intégration des transistors, mais permet également de déployer différents matériaux dans chaque couche, permettant une optimisation indépendante et précise des performances de la puce et de la consommation d'énergie au sein de la structure empilée.
L'équipe de recherche d'IBM a finalisé la validation expérimentale de l'architecture grâce à une liaison diélectrique ultra-mince pour l'intégration CMOS, une optimisation technique double canal et des tests de circuits inverseurs CMOS entièrement fonctionnels. Une série de résultats de tests ont vérifié que l'architecture est physiquement réalisable et peut prendre en charge de manière constante le fonctionnement de diverses charges de travail informatiques.
Jay Gambetta, directeur d'IBM Research, a déclaré que cette avancée n'est pas une simple mise à niveau de la mise à l'échelle des transistors, mais une innovation révolutionnaire dans les processus de fabrication des puces. Fonctionnant à des échelles de processus proches du niveau atomique, l'architecture offre des améliorations simultanées des performances des puces et de l'efficacité énergétique.
Optimisation de la mise à l'échelle SRAM pour la puissance de calcul de l'IA
Lors du symposium 2026 sur la technologie et les circuits VLSI, IBM a publié un autre résultat de recherche à l'appui : l'architecture nanostack atteint une mise à l'échelle SRAM d'environ 40 %. Pour les accélérateurs d’IA et les systèmes informatiques hautes performances, les performances globales du système sont souvent limitées par la bande passante mémoire et la capacité de stockage. L'amélioration continue de la densité de la mémoire est donc devenue de plus en plus critique pour les applications informatiques avancées.
Ces innovations SRAM permettent aux concepteurs de puces de développer des processeurs plus efficaces tout en répondant aux besoins croissants en mémoire de l'IA générative, de l'infrastructure cloud et des charges de travail gourmandes en données.
Extension de la feuille de route technologique des semi-conducteurs
Alors que les nœuds de processus modernes ne correspondent plus strictement aux dimensions physiques spécifiques des transistors, la technologie 0,7 nm d'IBM ouvre une voie viable pour une mise à l'échelle logique continue jusqu'à l'ère de l'angström. La société estime que la méthodologie nanostack peut permettre une mise à l'échelle supplémentaire des transistors pendant au moins une décennie au-delà des processus de pointe actuels.
La recherche a été menée conjointement au centre de recherche sur les semi-conducteurs d'IBM à Albany, New York, en collaboration avec des partenaires industriels. L'installation est conçue pour accueillir le système de lithographie ultraviolette extrême à haute ouverture numérique (High NA EUV) d'ASML, une technologie essentielle pour les prochaines générations de processus avancés. IBM et ses collaborateurs ont déjà vérifié des dispositifs fonctionnels fabriqués à l'aide de processus EUV High NA.
Perspectives de production
IBM continue de consolider sa position en tant qu'institution de recherche leader sur les semi-conducteurs, avec de nombreuses contributions couvrant l'innovation des processus de silicium, la conception de matériel d'IA et le développement de l'informatique quantique. La société a récemment annoncé le lancement d'Anderon, une fonderie quantique indépendante dédiée à la fabrication de plaquettes quantiques.
Bien que la percée du 0,7 nm reste actuellement une réussite en matière de recherche, IBM indique que la fabrication commerciale basée sur l'architecture nanostack pourrait être réalisée au cours des cinq prochaines années, jetant ainsi une base solide pour une technologie de semi-conducteurs inférieurs à 1 nm pouvant être produite en masse.
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