IBM heeft het allereerste chipproductieproces onder de 1 nanometer ontwikkeld. Om dat te bereiken, gebruikt het bedrijf gestapelde transistors. Het gaat nog wel om een onderzoeksproces: dit soort chips worden pas ruim na 2030 in producten verwacht.
Volgens IBM gaat het specifiek om een '0,7 nanometer'-proces. Het is voor het eerst dat een bedrijf een chipproductieproces van minder dan 1 nanometer presenteert. Hoewel ze nog even op zich laten wachten, maken dit soort procedés in de toekomst snellere en zuinigere chips mogelijk.
De nanometers hebben te maken met het aantal transistors dat in een chip past. Hoe lager het getal, hoe meer van die transistors. En hoe meer transistors, hoe krachtiger de chip. IBM spreekt in dit geval over 100 miljard transistors in een chip ter grootte van een vingernagel. Dat zijn er ongekend veel: met IBM's eerdere 2nm-proces uit 2021 waren dat er minder dan de helft.
Nanometers hebben trouwens weinig te maken met de 'echte' afmetingen van een transistor: in de praktijk zijn ze een stuk groter. Maar dat wil ook niet zeggen dat ze compleet genegeerd moeten worden. Nanometers zijn eerder een generatieaanduiding, vergelijkbaar met de naam van een PlayStation 5 of iPhone 17.
Chips maken is een langdurig en zeer ingewikkeld proces. Er komen honderden productiestappen bij kijken en het kan wel maanden duren voordat een chip klaar is. We schreven de afgelopen maanden meerdere verhalen om dat proces wat behapbaarder te maken.
In dit artikel legden we het complete productieproces uit, stap voor stap. Datzelfde verhaal vatten we samen in de onderstaande video. In andere verhalen gingen we dieper in op de machines van ASML en welke vorderingen chipmakers de komende jaren zullen maken.
Om dit proces mogelijk te maken, stapelt IBM twee transistors op elkaar. Dat bespaart extra ruimte, waardoor het bedrijf meerdere transistorstapels dichter naast elkaar kan zetten en meer transistors in een chip kan plaatsen.
Het gaat specifiek om zogenoemde 'cfets'. Chips bestaan uit twee verschillende soorten transistors: de ene soort heeft een positieve lading, de andere een negatieve. Bij cfets zijn die twee transistorsoorten op elkaar gestapeld.
IBM noemt die stapels 'NanoStacks'. Vergeleken met IBM's vorige 2nm-procedé presteren deze tot 50 procent beter bij hetzelfde stroomverbruik. Bij dezelfde prestaties zijn ze juist een stuk efficiënter: ze gebruiken dan tot 70 procent minder stroom.
IBM gebruikt voor zijn productieproces de euv-machines van ASML. Het gaat dan nog wel om de 'gewone' euv-machines, en dus niet om de volgende generatie: high-NA-euv, waar Tweakers eerder een video over maakte.
IBM heeft nog geen high-NA-systeem, maar ontvangt er binnenkort wel een in zijn lab in New York. Voorlopig maakt het bedrijf dus 0,7nm-chips met de oudere euv-machines, maar in de toekomst stapt het wel over op de nieuwe machine.
Strikt genomen is high-NA ook niet nodig, zelfs voor productieprocessen onder de 1nm. Daar staat tegenover dat het productieproces met de oudere machines wel veel langer duurt en een stuk complexer wordt, wat voor meer defecte chips kan zorgen. Maar dat is vooral bij commerciële productie een probleem. Bij onderzoek, zoals in het lab van IBM, komt dat minder nauw.
Het duurt dus nog even voordat we dit soort 0,7nm-chips in de praktijk zien. Imec, een andere onderzoeksinstelling, verwacht de eerste 0,7nm-processen pas in 2033 bij chipmakers zoals TSMC en Intel. Voorlopig is de industrie pas nét begonnen met commerciële 2nm-productie, en daarna volgen nog 1,4 en 1,0 nanometer.
Source: Tweakers.net