IBM发布亚1纳米芯片技术，开启芯片制造新纪元

在周四晚间，国际商业机器公司（IBM）宣布推出全球首款亚1纳米芯片技术，标志着逻辑芯片正迈向“2纳米时代”的同时，仍具备通过技术突破进一步提升能效的潜力。

这项技术基于0.7纳米（即7埃）节点的晶体管架构，能够在指甲盖大小的芯片上集成近1000亿个晶体管，其密度几乎达到IBM于2021年发布的2纳米芯片的两倍。

在另一篇技术博客中，IBM指出，当前主流的AI加速器通常提供约1,500TOPS（万亿次操作/秒）的算力，而采用7埃技术的加速器可将性能提升至约7,000TOPS。这意味着，若使用该技术训练当前最先进的大型语言模型（LLM），训练周期可从原本的三个月大幅缩短至数周。

为实现这一突破，IBM研发了一种名为“纳米栈”（nanostack）的新型晶体管架构。该架构通过垂直堆叠并错位排列晶体管，结合三维顺序集成技术，实现了在单个芯片上集成更多晶体管。

该架构还允许在每一层中使用不同的材料组合，从而在不干扰彼此性能的前提下，优化每个晶体管的效率。

值得注意的是，当前晶体管节点的命名更多反映的是制造工艺的复杂度，而非芯片中金属导线的实际宽度。在IBM的7埃技术中，晶体管由三层厚度约为5纳米（约15个原子）的材料构成，层间间距为9纳米。

IBM表示，与2纳米芯片相比，新芯片预计在性能和能效方面均有显著提升，最高可达50%的性能增长或70%的能效提升。

此外，研究人员还验证了“纳米栈”架构在SRAM（静态随机存取存储器）方面的扩展能力，其容量可提升40%。IBM称，这是多年来在片上存储容量方面罕见的重大进展。在AI计算中，内存访问是关键瓶颈之一，而7埃技术在这一方面提供了有效解决方案。

与五年前不同，IBM此次并未透露“亚纳米芯片”的潜在制造合作伙伴，仅表示计划在未来五年内实现该技术的商业化部署。

目前，IBM正与日本代工厂Rapidus合作，扩大其2纳米工艺芯片的制造能力。同时，全球三大代工厂——台积电、三星和英特尔——均已采用IBM开发的2纳米技术进行量产。

IBM Research负责人杰伊·甘贝塔（Jay Gambetta）表示：“制造这些亚纳米芯片的合作伙伴将在未来公布。随着2纳米技术已成为行业标准，我们相信这将是下一次技术跃迁的关键节点。我们期待它成为未来芯片制造的主流平台。”

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