IBM ha annunciato la realizzazione del primo chip al mondo a transistor sotto il nanometro, con un'architettura a 0,7 nm, equivalente a un nodo a 7 angstrom. L'annuncio, arrivato il 25 giugno da Yorktown Heights, segna un passaggio simbolico per l'industria dei semiconduttori: dall'era dei nanometri a quella, ben più estrema, della scala atomica.
Il nuovo chip riesce a integrare quasi 100 miliardi di transistor in un'area grande quanto un'unghia, quasi il doppio della densità raggiunta dal chip a 2 nm presentato da IBM nel 2021. Un risultato che, secondo l'azienda, si traduce in un possibile incremento prestazionale fino al 50% oppure in un miglioramento dell'efficienza energetica fino al 70%, rispetto alla generazione precedente.
Nanostack: la nuova architettura alla base del salto tecnologico
Il cuore dell'innovazione del nuovo chip è "nanostack", un'architettura di transistor tridimensionale che IBM definisce come il primo design del settore basato su nanosheet impilati verticalmente. La tecnologia evolve il nanosheet, di cui IBM è stata pioniera, introducendo l'integrazione sequenziale 3D: i transistor vengono sovrapposti e interconnessi verticalmente, aumentando la densità sul chip.
Una caratteristica rilevante di questo approccio è la possibilità di utilizzare materiali differenti su ciascun livello sovrapposto, ottimizzando indipendentemente prestazioni ed efficienza energetica di ogni singolo transistor.
Sul piano sperimentale, i ricercatori IBM hanno verificato la fattibilità dell'architettura attraverso tecniche di bonding dielettrico ultra-sottile nell'integrazione CMOS, dimostrazioni di ingegnerizzazione a doppio canale e il funzionamento di inverter CMOS con prestazioni di switching coerenti con le previsioni.
Ricerche presentate al VLSI 2026 indicano inoltre un miglioramento del 40% nello scaling della memoria SRAM, un dato significativo per chip chiamati a sostenere i carichi di banda richiesti dalle applicazioni di intelligenza artificiale.
Cosa cambia per il settore
Con nanostack, la tecnologia logica può per la prima volta scendere sotto il nodo di 1 nm, portando l'industria nella cosiddetta "era angstrom". IBM precisa che oggi la denominazione dei nodi di processo descrive più una generazione tecnologica che una misura fisica esatta, ma il traguardo dei 7 angstrom resta un indicatore concreto dei margini di miniaturizzazione ancora disponibili. Sulla base di questa architettura, IBM stima una roadmap di almeno un altro decennio di sviluppo nello scaling dei semiconduttori.
Il contesto: Albany, i partner industriali e il quantum
Il lavoro si svolge presso il centro di ricerca sui semiconduttori di Albany, nello Stato di New York, dove IBM si prepara a installare un sistema di litografia ultravioletta estrema ad alta apertura numerica (High NA EUV) sviluppato da ASML. Alla ricerca collaborano anche Lam Research, Tokyo Electron e SCREEN Semiconductor Solutions, con cui IBM ha già realizzato dispositivi funzionanti basati su processi e strumenti High NA EUV.
Il chip a 0,7 nm si inserisce in una traiettoria di lungo periodo che parte dai primi semiconduttori IBM degli anni Sessanta e arriva, passando per il chip a 2 nm, fino agli investimenti più recenti dell'azienda nel calcolo quantistico. Tra questi, il progetto Anderon, il primo stabilimento al mondo dedicato esclusivamente alla produzione di componenti quantistici, pensato anche per rafforzare la capacità manifatturiera statunitense in questo ambito.