Kéo dài Định luật Moore: IBM ra mắt công nghệ chip dưới 1nm đầu tiên trên thế giới, bước nhảy vọt kép về năng lực tính toán và hiệu quả năng lượng khơi dậy sự hào hứng của thị trường

TradingKey - Trong phiên giao dịch tiền thị trường tại Mỹ vào thứ Năm, cổ phiếu IBM ( IBM) có thời điểm đã tăng vọt hơn 6% sau khi công ty công bố bước đột phá mang tính cột mốc trong công nghệ bán dẫn, chính thức trình làng công nghệ chip dưới 1nm có thể sản xuất được đầu tiên trên thế giới.

Nguồn: TradingView

Con chip này sử dụng kiến trúc "nanostack" ba chiều mang tính cách mạng, đưa tiến trình bóng bán dẫn lên quy mô 0,7 nanomet (7 angstrom). Thành tựu này không chỉ phá vỡ các giới hạn vật lý của quy trình sản xuất chip mà còn mở ra một con đường mới cho việc duy trì Định luật Moore, hứa hẹn mang lại những thay đổi mang tính đột phá cho các lĩnh vực như năng lực tính toán AI và điện toán đám mây.

Công nghệ xếp chồng 3D phá vỡ các giới hạn vật lý

Khác với cấu trúc bóng bán dẫn phẳng truyền thống, kiến trúc "NanoStack" mới được giới thiệu của IBM sử dụng thiết kế xếp chồng theo chiều dọc, sắp xếp các bóng bán dẫn theo các lớp so le để tích hợp gần 100 tỷ bóng bán dẫn trên cùng một diện tích bề mặt – gấp đôi mật độ của chip 2 nanomet được ra mắt vào năm 2021. Công nghệ tích hợp ba chiều này không chỉ tăng mật độ chip mà còn cho phép các lớp khác nhau sử dụng các vật liệu riêng biệt, giúp tối ưu hóa độc lập hiệu suất và hiệu quả năng lượng.

Ông Jay Gambetta, Giám đốc IBM Research, cho biết: "Chúng tôi không chỉ thu nhỏ các bóng bán dẫn; chúng tôi đang định nghĩa lại một cách cơ bản cách chế tạo các con chip."

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy so với các sản phẩm tiến trình 2 nanomet, con chip dưới 1 nanomet này mang lại hiệu suất tăng tới 50% và cải thiện hiệu quả năng lượng lên tới 70%. Đồng thời, kiến trúc NanoStack giúp thu nhỏ các ô nhớ SRAM đi 40%, cung cấp hỗ trợ băng thông cao hơn cho các tác vụ AI.

Ngoài ra, cùng với việc ra mắt công nghệ dưới 1 nanomet, IBM cũng công bố kế hoạch thành lập "Anderon", xưởng đúc lượng tử đầu tiên trên thế giới. Công ty con độc lập này sẽ tích hợp chuyên môn tích lũy của IBM trong lĩnh vực điện toán lượng tử và bán dẫn, giúp Mỹ giành vị thế dẫn đầu trong lĩnh vực sản xuất wafer lượng tử.

Được triển khai trong vòng năm năm, với lộ trình kéo dài mười năm.

Mặc dù IBM đã rút khỏi lĩnh vực sản xuất chip từ lâu, phòng thí nghiệm của hãng tại Albany, New York vẫn tiếp tục dẫn đầu trong hoạt động nghiên cứu và phát triển bán dẫn. Bước đột phá này là kết quả của sự hợp tác chặt chẽ với các nhà sản xuất thiết bị bao gồm ASML và Lam Research, cùng với việc chuẩn bị đưa vào sử dụng các hệ thống quang khắc cực tím cực đoan có khẩu độ số cao (High NA EUV) nhằm cung cấp sự hỗ trợ quan trọng cho các quy trình dưới 1 nanomet. IBM kỳ vọng công nghệ NanoStack của mình sẽ đi vào sản xuất hàng loạt sớm nhất là trong 5 năm tới, hỗ trợ lộ trình thu nhỏ chip liên tục trong ít nhất một thập kỷ.

Nhà phân tích Dan Hutcheson của TechInsights nhận định: "Công nghệ này kéo dài lộ trình phát triển chip thêm 10 đến 15 năm, giải quyết xung đột giữa nhu cầu tăng vọt về năng lực tính toán trong kỷ nguyên AI và những hạn chế về chi phí năng lượng." Hiện tại, TSMC đã sản xuất hàng loạt chip 2 nanomet, trong khi tiến trình 18A của Intel (khoảng 1,8 nm) đã bước vào giai đoạn sản xuất thử nghiệm. Công nghệ dưới 1 nanomet của IBM chắc chắn sẽ đưa cuộc cạnh tranh trong ngành bước sang một giai đoạn mới.