IBM 話做出 0.7nm 晶片:製程名唔等於線寬,重點係 NanoStack
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IBM 話做出 0.7nm 晶片:製程名唔等於線寬,重點係 NanoStack

圖片:via Engadget — https://www.engadget.com/2201541/ibm-says-it-has-created-the-worlds-first-sub-1-nanometer-chip/
TechLab 編輯部(譯)·

短期買機唔使等,長遠關乎 AI server 同手機續航

IBM 6 月 25 日拋出一個好搶眼嘅名:全球首個 sub-1nm chip technology,標成 0.7nm / 7 angstrom node。先講清楚,短期唔會有一粒 CPU 塞入手機或者 Notebook;IBM 呢次展示係研究 demo,用新 NanoStack 架構去證明 transistor 仲可以再疊密啲。IBM 自己話,呢粒指甲大小嘅 silicon 可放接近 1000 億粒 transistor,密度約係 2021 年 2nm demo 嘅兩倍,同一耗電下效能最多高 50%,或者同一效能下慳電最多 70%。呢組數字全部要當官方預測睇,唔好讀成現貨晶片規格。

0.7nm 唔好當尺嚟睇

0.7nm 呢個名好易令人以為晶片入面每條線真係得 0.7nm,實情冇咁直觀。製程 node 多年前已經變成一代技術嘅名牌,IEEE Spectrum 同 EEJournal 都講過,node 名早就唔再等於 transistor gate length 或者金屬線 pitch。IBM 今次新聞稿自己都寫明,0.7nm / 7 angstrom 指嘅係一代製造技術;Engadget 亦提到 IBM 圖示入面,每個 transistor 由三層約 5nm 厚嘅 nanosheet 組成,中間相隔約 9nm。換句話講,7 angstrom 係路線圖語言,唔係用顯微鏡量出嚟嗰條線。

IBM sub-1nm node 晶圓相,晶圓放喺實驗室枱面上

圖片:IBM

NanoStack 係向高疊 transistor

NanoStack 值得睇嘅位,係 IBM 唔再淨係靠平面微縮,而係改用向上堆疊 transistor 嘅方法。IBM 之前 2nm demo 用 nanosheet / GAA,gate 包住薄片,控制漏電好過舊 FinFET;今次 NanoStack 再用上層同下層 nanosheet transistor 錯位堆起,配合薄介電層 bonding 做 3D sequential integration。IBM Research 喺 VLSI 2025 paper 入面話,呢種 4-track base cell 設計預計可做到約 50% area scaling,或者相對 2nm node 有同級別嘅效能 / 功耗改善。講白啲,就係晶片廠已經唔單靠「縮細」過日子,要靠結構、材料同堆疊一齊救密度。

IBM sub-1nm node chip 特寫,細小晶片放喺手指上

圖片:IBM

AI server 點解要睇 SRAM

另一個容易俾 0.7nm 個名搶走焦點嘅位係 SRAM。IBM 話 VLSI 2026 研究展示 Nanostack SRAM bitcell 可有 40% scaling,呢點對 AI accelerator 特別有意思。AI server 唔淨係計 GPU 核心有幾快,cache、SRAM 同資料搬運一樣食面積同食電;資料留得近啲,少啲喺 chip 入面兜大圈,先有機會拉低每次推理或者訓練嘅能耗。對用雲端 AI 嘅公司同自己管 server 房嘅 IT 團隊,真正關心嘅未必係 0.7nm 個名,而係每瓦算力可唔可以慢慢再升。

IBM 用顯微影像展示 NanoStack 結構

圖片:IBM

量產冇咁近

但係量產距離仲好遠。IBM 自己講,Nanostack 最早都係用喺 sub-1nm node,量產路線最快都係未來 5 年左右;Engadget 亦提醒,日本 Rapidus 同 IBM 合作嘅 2nm 技術,Rapidus 自己 roadmap 都係 2027 年先話要量產。換句話講,連 2nm 生產都仲喺爬坡,0.7nm 唔會突然變成下一代 iPhone、Android 旗艦或者 AI GPU 嘅賣點。短期買機唔使等佢,呢單新聞主要係俾晶圓廠、雲端平台同晶片設計公司望路線圖。

長線影響係電同熱

長遠睇,呢條路會影響手機、PC 同 AI server,但節奏會好慢。手機可以喺同一電量下做多啲 on-device AI,相機處理、語音模型同私隱運算都有空間;Notebook 可以用同一散熱做到高啲持續效能;資料中心就睇每瓦算力同冷卻成本有冇改善。但係由研究 demo 去到穩定良率,仲要 High-NA EUV、dry resist、backside power delivery 呢啲配套跟得上。Tom's Hardware 今年 3 月講 IBM 同 Lam Research 做五年合作,正正就係補呢段製程同材料路。

所以睇呢單,焦點放喺架構同量產節奏就夠。0.7nm 個名會上 headline,Nanostack 最後出唔出到實驗室,仲要睇良率、成本同設計工具支援跟唔跟得上。下一步要睇 IBM 會同邊間晶圓廠合作、幾時有 PDK、同實際晶片設計可唔可以食到官方講嗰堆密度同慳電好處。


參考來源

本文根據原文及公開資料整理;資料有出入時,以原文及官方資料為準。

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