IBM утверждает, что чипы на основе этой новой конструкции будут обеспечивать на 40% более высокую производительность по сравнению с текущими 10-нм чипами, производимыми такими компаниями, как AMD, ARM и Intel.

В сотрудничестве с Samsung и Global Foundries, которые производят чипы для Qualcomm, AMD и других, IBM представила новый процесс литографии Extreme Ultraviolet (EUV) для производства 5-нм чипов. Это достижение позволит компаниям интегрировать более 30 миллиардов транзисторов на одном компьютерном чипе.

Всего два года назад IBM анонсировала 7-нм техпроцесс производства чипов, а Samsung, как ожидается, начнет поставки уже в следующем году.

Новые 5-нм чипы используют транзисторы "Gate-All-Around" (GAAFET), где материал затвора обертывается вокруг трех горизонтальных кремниевых нанолистов. Это контрастирует с более распространенной конструкцией FinFET, которая опирается на вертикальные ребра.

IBM также заявляет, что она исследовала масштабирование конструкций FinFET до 5 нм, но столкнулась с ограничениями производительности из-за ограниченного тока в сверхтонких ребрах. Архитектура GAA в некоторых отношениях проще и, как полагают, может быть масштабирована до 3 нм.

По данным IBM, новый дизайн обеспечивает 40%-ный прирост производительности по сравнению с существующими 10-нм чипами от AMD, ARM и Intel без увеличения энергопотребления. В качестве альтернативы, если уровни производительности останутся неизменными, чипы могут снизить энергопотребление на 75%.

Новый процесс IBM также позволяет непрерывно регулировать ширину нанолистов в процессе производства, что позволяет точно настраивать мощность и производительность схемы в рамках одной конструкции чипа.

В сфере передовых полупроводников ведущие производители, такие как TSMC, Samsung и Intel, продолжают наращивать инвестиции в НИОКР.

Недавно на Североамериканском технологическом симпозиуме 14 года компания TSMC анонсировала свой техпроцесс 1.4A класса 2025 нм, нацелив массовое производство на первую половину 2028 года. Название и технология напрямую конкурируют с 14A от Intel, которая также заявляет о техпроцессе класса 1.4 нм.

Samsung Electronics поделилась обновлениями по своему процессу 2 нм GAA (SF2), разработка которого идет гладко. Примечательно, что компания инициировала группу НИОКР по процессу 1 нм, нацеленную на массовое производство к 2029 году.

Intel планирует начать крупномасштабное производство своего процесса Intel 18A на своей новой фабрике в Аризоне в конце этого года. Первыми продуктами станут клиентские процессоры Panther Lake для мобильных платформ, уже находящиеся в форме инженерных образцов. Эти процессоры, получившие название Core Ultra 300 series, будут оснащены производительными ядрами Cougar Cove, архитектурой графического процессора Xe3 и блоками NPU следующего поколения.

Между тем, закон Мура постепенно приближается к своим пределам. Поскольку процессы чипов сжимаются до физических границ, такие проблемы, как квантовое туннелирование и управление температурой, препятствуют дальнейшему росту производительности за счет масштабирования транзисторов. Помимо передовых производственных прорывов, новые технологии меняют будущее вычислений.

Например, фотонные чипы используют фотонную интеграцию на основе кремния для обработки данных с помощью световых сигналов, предлагая такие преимущества, как сверхнизкое энергопотребление и высокая скорость. Они уже широко используются в волоконно-оптических системах связи, превосходят по пропускной способности, задержке и устойчивости к электромагнитным помехам. IBM вкладывает значительные средства в оптические технологии, недавно продемонстрировав полимерный волновод (PWG) для ко-пакетированной оптики (CPO), нацеленный на революционизацию передачи данных с высокой пропускной способностью в центрах обработки данных.

Квантовые чипы, основные компоненты квантовых компьютеров, используют квантовую суперпозицию и запутанность для достижения беспрецедентных скоростей вычислений. Однако для поддержания стабильности кубита им требуются экстремальные условия, такие как температуры, близкие к абсолютному нулю.

Другие инновации включают чипы из углеродных нанотрубок, которые обещают превосходные электрические и тепловые характеристики по сравнению с кремнием, и нейроморфные чипы, которые имитируют нейроны человеческого мозга для эффективного выполнения задач ИИ и машинного обучения. Хотя закон Мура, возможно, и исчезает, эти технологии готовы переопределить будущее информационных технологий.