IBM công bố chip 0,7 nm đầu tiên trên thế giới

IBM gây bất ngờ khi công bố chip bán dẫn 0,7 nm, sử dụng thiết kế nanostack đem lại hiệu suất cao và tiết kiệm điện.

Theo Interesting Engineering, công nghệ chế tạo chip nhỏ hơn 1 nanomet của IBM dựa trên kiến trúc bóng bán dẫn ba chiều mới, giúp vượt qua giới hạn hiện nay khi thu nhỏ chip. Chip 0,7 nm chứa gần 100 tỷ bóng bán dẫn trên một khuôn cỡ móng tay, gần gấp đôi mật độ bóng bán dẫn của chip 2 nm được IBM công bố năm 2021.

Đại diện công ty cho biết, công nghệ mới có thể cung cấp hiệu suất cao hơn 50% hoặc tiết kiệm điện đến 70% so với mẫu 2 nm, đem lại lợi ích cho các hệ thống trí tuệ nhân tạo, cơ sở hạ tầng đám mây và thiết bị điện tử tiêu dùng trong tương lai. Giải pháp của hãng xuất hiện giữa lúc ngành công nghiệp bán dẫn đối mặt với thách thức ngày càng tăng trong việc thu nhỏ kích thước bóng bán dẫn bằng thiết kế thông thường. IBM khẳng định thiết kế của công ty sẽ mở đường để tiếp tục thu nhỏ chip ngay cả khi tiến gần đến kích thước nguyên tử.

Chip 0,7 nm sử dụng thiết kế tiên tiến gọi là “nanostack”. Khác với chip truyền thống bố trí bóng bán dẫn trên một mặt phẳng theo chiều ngang, nanostack áp dụng cấu trúc xếp chồng theo chiều dọc, qua đó tích hợp nhiều thành phần hơn trên cùng một diện tích. Thiết kế này cũng cho phép sử dụng vật liệu khác nhau ở những lớp riêng biệt, giúp kỹ sư tối ưu hóa hiệu suất và tiêu thụ điện.

Jay Gambetta, Giám đốc nghiên cứu của IBM và IBM Fellow, chia sẻ: “Đột phá mới giúp đưa công nghệ vượt qua kỷ nguyên nanomet đến quy mô nguyên tử. Với kiến trúc nanostack, chúng tôi không chỉ tạo ra bóng bán dẫn nhỏ hơn mà còn thay đổi mới phương pháp sản xuất chip theo hướng mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng hơn”.

IBM hợp tác phát triển công nghệ sản xuất chip bán dẫn với Lam Research, Tokyo Electron và SCREEN Semiconductor Solutions. Các chuyên gia IBM đã tiến hành một số thử nghiệm tại cơ sở nghiên cứu bán dẫn của công ty ở Albany, New York và xác nhận kiến trúc nanostack có thể thực hiện chức năng tính toán và đưa vào sản xuất.

Công nghệ này cũng giúp thu nhỏ kích thước bộ nhớ. Với kích thước ô SRAM (bề mặt của một tế bào nhớ cơ bản trên chip bán dẫn dùng để lưu trữ 1 bit dữ liệu) giảm 40%, nhà sản xuất chip có thể chế tạo bộ xử lý dày đặc và hiệu quả hơn trong khi hỗ trợ nhu cầu tăng bộ nhớ từ các tác vụ AI, theo Ars Technica. IBM dự kiến ứng dụng thương mại chip sử dụng cấu trúc nanostack sớm nhất trong vòng 5 năm tới.Nanomet (nm) về mặt kỹ thuật đề cập chiều rộng của cổng trên bóng bán dẫn (transistor). Cổng càng nhỏ càng cho phép ép càng nhiều bóng bán dẫn hơn vào cùng một khu vực, giúp bộ xử lý mạnh hơn. Chip ban đầu sử dụng bóng bán dẫn có chiều rộng cổng đo bằng centimet, sau đó dần thu nhỏ xuống milimet và micromet. Đến cuối thập niên 1990, những tiến bộ trong kỹ thuật quang khắc và khoa học vật liệu cho phép chuyển đổi sang bóng bán dẫn kích thước nanomet (1 nm bằng 0,000001 mm), tương đương đường kính DNA của con người. Bước tiến này giúp cải thiện rõ rệt mật độ bóng bán dẫn, tốc độ xử lý và giảm tiêu thụ điện năng. Chip tiên tiến nhất đang được sản xuất thương mại đạt 2 nm.

An Khang tổng hợp – Nguồn: Vnexpress