יבמ טוענת ששבבים המבוססים על עיצוב חדש זה יספקו ביצועים גבוהים ב-40% בהשוואה לשבבי 10 ננומטר הנוכחיים המיוצרים על ידי חברות כמו AMD, ARM ואינטל.

בשיתוף פעולה עם סמסונג ו-Global Foundries - המייצרות שבבים עבור קוואלקום, AMD ואחרות - IBM חשפה תהליך ליתוגרפיה חדש של קרינת אולטרה סגול קיצונית (EUV) לייצור שבבים ב-5 ננומטר. התקדמות זו תאפשר לחברות לשלב מעל 30 מיליארד טרנזיסטורים על שבב מחשב יחיד.

רק לפני שנתיים, IBM הכריזה על תהליך ייצור שבבים ב-7 ננומטר, כאשר סמסונג צפויה להתחיל במשלוחים כבר בשנה הבאה.

השבבים החדשים בתצורת 5 ננומטר משתמשים בטרנזיסטורים מסוג "Gate-All-Around" (GAAFET), שבהם חומר השער עוטף שלושה ננו-גיליונות סיליקון אופקיים. ממצא זה בניגוד לעיצוב ה-FinFET הנפוץ יותר, המסתמך על סנפירים אנכיים.

יבמ מציינת גם כי בחנה את האפשרות להרחיב את תכנוני ה-FinFET ל-5 ננומטר, אך נתקלה במגבלות ביצועים עקב זרימת זרם מוגבלת בסנפירים דקים במיוחד. ארכיטקטורת ה-GAA פשוטה יותר בכמה היבטים, ומאמינים כי ניתנת להרחבה עד ל-3 ננומטר.

לפי IBM, העיצוב החדש מציע שיפור ביצועים של 40% לעומת שבבי 10nm קיימים של AMD, ARM ואינטל, מבלי להגדיל את צריכת החשמל. לחלופין, אם רמות הביצועים יישארו ללא שינוי, השבבים יוכלו להפחית את צריכת החשמל ב-75%.

התהליך החדש של יבמ מאפשר גם התאמה רציפה של רוחב הננו-גיליונות במהלך הייצור, מה שמאפשר כוונון עדין של הספק המעגל והביצועים בתוך עיצוב שבב יחיד.

בתחום המוליכים למחצה המתקדמים, יצרניות מובילות כמו TSMC, סמסונג ואינטל ממשיכות להגדיל את השקעות המחקר והפיתוח.

לאחרונה, TSMC הכריזה על תהליך 14A שלה ברמה של 1.4 ננומטר בכנס הטכנולוגיה של צפון אמריקה 2025, עם מטרה לייצור המוני עד המחצית הראשונה של 2028. השם והטכנולוגיה מתחרים ישירות ב-14A של אינטל, שטוענת גם היא לתהליך ברמה של 1.4 ננומטר.

סמסונג אלקטרוניקה שיתפה עדכונים על תהליך ה-GAA שלה (SF2) ב-2 ננומטר, כאשר הפיתוח מתקדם בצורה חלקה. ראוי לציין כי החברה יזמה צוות מחקר ופיתוח של תהליך 1 ננומטר, במטרה להגיע לייצור המוני עד 2029.

אינטל מתכננת להתחיל בייצור בקנה מידה גדול של תהליך Intel 18A במפעל החדש שלה באריזונה בהמשך השנה. המוצרים הראשונים יהיו מעבדי לקוח Panther Lake עבור פלטפורמות ניידות, שכבר נמצאים בצורת דוגמה הנדסית. מעבדים אלה, הממותגים כסדרת Core Ultra 300, יכללו ליבות ביצועים של Cougar Cove, ארכיטקטורת GPU Xe3 ויחידות NPU מהדור הבא.

בינתיים, חוק מור מתקרב בהדרגה לגבולותיו. ככל שתהליכי שבבים מתכווצים לעבר גבולות פיזיים, אתגרים כמו מנהור קוונטי וניהול תרמי מעכבים שיפורי ביצועים נוספים באמצעות קנה מידה של טרנזיסטורים. מעבר לפריצות דרך חדשניות בייצור, טכנולוגיות מתפתחות מעצבות מחדש את עתיד המחשוב.

שבבי פוטוניקה, לדוגמה, ממנפים אינטגרציה פוטונית מבוססת סיליקון כדי לעבד נתונים באמצעות אותות אור, ומציעים יתרונות כמו צריכת חשמל נמוכה במיוחד ומהירות גבוהה. הם כבר נמצאים בשימוש נרחב במערכות תקשורת סיבים אופטיים, ומצטיינים בעמידות בפני רוחב פס, השהייה והפרעות אלקטרומגנטיות. יבמ משקיעה רבות בטכנולוגיה אופטית, לאחר שהדגימה לאחרונה מוליך גל פולימרי (PWG) עבור אופטיקה ארוזת משותפת (CPO), שמטרתה לחולל מהפכה בהעברת נתונים ברוחב פס גבוה במרכזי נתונים.

שבבי קוונטים, רכיבי ליבה של מחשבים קוונטיים, מנצלים סופרפוזיציה קוונטית ושזירה כדי להשיג מהירויות חישוב חסרות תקדים. עם זאת, הם דורשים תנאים קיצוניים, כגון טמפרטורות כמעט אפס מוחלט, כדי לשמור על יציבות קיוביט.

חידושים נוספים כוללים שבבי ננו-צינוריות פחמן, המבטיחים ביצועים חשמליים ותרמיים טובים יותר בהשוואה לסיליקון, ושבבים נוירומורפיים המחקים נוירונים במוח האנושי למשימות יעילות של בינה מלאכותית ולמידת מכונה. למרות שחוק מור עשוי לדעוך, טכנולוגיות אלו עומדות להגדיר מחדש את עתיד טכנולוגיית המידע.