IBM Mengungkap Teknologi Chip 0,7nm di Bawah 1nm
(newsroom.ibm.com)- Di tengah industri semikonduktor yang mendekati batas fisik dari scaling tradisional, IBM mengungkap teknologi chip pertama di dunia di bawah 1nm berbasis node 0,7nm·7 angstrom
- Dengan mengintegrasikan sekitar 100 miliar transistor pada chip seukuran kuku, IBM menargetkan kepadatan hampir dua kali lipat dibanding chip 2nm IBM pada 2021
- Struktur kunci nanostack menumpuk transistor secara vertikal dan menatanya secara selang-seling, sehingga memungkinkan integrasi sekuensial 3D dan optimasi kombinasi material per lapisan
- Hasil teknologi yang dipublikasikan memperkirakan peningkatan performa hingga 50% atau peningkatan efisiensi energi hingga 70% dibanding node 2nm IBM, dan riset VLSI 2026 juga mengonfirmasi scaling SRAM sebesar 40%
- IBM melihat titik adopsi paling awal untuk nanostack berada pada node di bawah 1nm, dengan harapan adanya jalur menuju produksi dalam 5 tahun ke depan serta roadmap scaling semikonduktor setidaknya untuk 10 tahun
Node 0,7nm dan kepadatan integrasi
- IBM pada 25 Juni 2026 mengungkap teknologi chip di bawah 1 nanometer pertama di dunia, dan arsitektur transistor baru ini setara dengan node 0,7nm atau 7 angstrom
- Chip baru ini memuat hampir 100 miliar transistor dalam area seukuran kuku
- Kepadatannya hampir dua kali lipat dibanding chip 2nm yang diungkap IBM pada 2021
- Semikonduktor adalah teknologi dasar yang digunakan di seluruh komputasi, perangkat elektronik konsumen, perangkat komunikasi, sistem transportasi, dan infrastruktur penting
- Menurut hasil teknologi yang dipublikasikan, chip baru ini diperkirakan memberikan performa hingga 50% lebih tinggi atau efisiensi energi 70% lebih tinggi dibanding chip node 2nm IBM
- Bidang penerapannya mencakup AI generatif, infrastruktur cloud, dan perangkat elektronik generasi berikutnya
- Angka tersebut didasarkan pada hasil VLSI 2025 berjudul “NanoStack Transistor Architecture for CMOS 7A Node and Beyond”
Struktur transistor 3D nanostack
- Peneliti IBM mengembangkan arsitektur transistor bernama nanostack untuk chip baru ini
- Struktur ini disebut sebagai desain berbasis nanosheet tiga dimensi pertama di industri
- Diperkenalkan sebagai struktur yang melampaui teknologi nanosheet, arsitektur mutakhir sebelumnya yang ditemukan IBM
- Transistor ditumpuk secara vertikal dan ditempatkan secara selang-seling
- Dengan memanfaatkan integrasi sekuensial 3D, lebih banyak transistor dapat dimuat dalam satu chip
- Kombinasi material yang berbeda dapat digunakan di dalam setiap lapisan yang ditumpuk
- Performa dan efisiensi daya masing-masing transistor dapat dioptimalkan secara independen
Verifikasi eksperimen dan scaling SRAM
- IBM menyatakan bahwa arsitektur nanostack dapat dibuat secara fisik dan mendukung komputasi nyata
- Verifikasi eksperimen mencakup hasil berikut
- Sambungan dielektrik ultratipis dalam integrasi CMOS
- Demonstrasi kemampuan rekayasa kanal ganda
- Operasi inverter CMOS fungsional dengan performa switching yang diharapkan
- Riset baru yang dipresentasikan di VLSI 2026 menunjukkan bahwa arsitektur nanostack memberikan scaling 40% pada SRAM
- Hasil ini didasarkan pada “Area and Performance of Staggered-Channel Nanostack SRAM Bitcells”
- Ini dapat mengarah pada desain chip yang lebih efisien dan dukungan terhadap kebutuhan data berbandwidth tinggi untuk workload AI tingkat lanjut
Scaling tingkat angstrom dan roadmap
- IBM menilai bahwa melalui struktur nanostack, teknologi logika untuk pertama kalinya dapat diperluas hingga di bawah node 1nm
- Ini dinilai sebagai kemajuan dalam scaling tingkat angstrom yang mendekati ukuran atom individual
- Meskipun node transistor kini digunakan untuk merujuk pada generasi teknologi manufaktur alih-alih dimensi fisik yang tepat, teknologi 0,7nm IBM menunjukkan kemungkinan scaling yang berkelanjutan
- Roadmap semikonduktor IBM memproyeksikan setidaknya 10 tahun scaling masa depan berdasarkan arsitektur nanostack baru ini
Fasilitas riset, High NA EUV, dan prospek produksi
- IBM dan para mitranya melakukan pekerjaan terkait di fasilitas riset semikonduktor mutakhir di Albany, negara bagian New York
- Fasilitas ini dijadwalkan akan memasang peralatan litografi High NA EUV di masa depan
- Teknologi yang dikembangkan ASML ini memungkinkan pencetakan sirkuit ultra-presisi dan mendukung pembuatan chip yang lebih kecil dan lebih kuat
- IBM bersama Lam Research, Tokyo Electron, dan SCREEN Semiconductor Solutions telah mengembangkan proses dan alat High NA EUV baru, serta telah menghasilkan perangkat yang berfungsi
- IBM juga baru-baru ini mengumumkan rencana pendirian Anderon, foundry kuantum murni pertama di dunia
- Anderon akan dioperasikan sebagai perusahaan IBM yang independen
- Tujuannya adalah membantu AS memproduksi sebagian besar wafer kuantum dunia dengan memanfaatkan keahlian IBM dalam komputasi kuantum dan semikonduktor
- IBM memperkirakan titik adopsi paling awal dari teknologi nanostack akan berada pada node di bawah 1nm, dan melihat adanya jalur menuju produksi secepatnya dalam lima tahun ke depan
1 komentar
Komentar Hacker News
Ini tampak seperti tradisi lama untuk terus membuat klaim dimensi fisik yang tidak ada hubungannya dengan ukuran struktur nyata di dalam chip, dengan ungkapan seperti “teknologi logika untuk pertama kalinya bisa diskalakan ke bawah node 1nm”
Yang benar-benar mereka tampilkan adalah “nanostack architecture” yang dibuat dengan ukuran fitur sekitar 5nm, dan IBM pada dasarnya mengatakan bahwa ini setara dengan chip hipotetis sungguhan di bawah 1nm
Pencapaiannya sendiri mengesankan, tetapi rasanya industri ini punya terlalu banyak marketer
Pada silikon, panjang gate FET kira-kira memiliki batas bawah di kisaran 10~15nm, dan proses manufaktur CMOS saat ini masih belum mencapai batas itu
Untuk membuat transistor yang lebih kecil, kita harus beralih ke material semikonduktor lain
Ketebalan vertikal beberapa lapisan bisa beberapa nm atau di bawah 1nm, tetapi itu tidak langsung penting bagi kerapatan sirkuit
Yang disebut ukuran node mengacu pada dimensi horizontal, bukan dimensi vertikal, dan dimensi vertikal sekitar 1nm sudah mungkin dicapai bahkan puluhan tahun lalu karena bergantung pada laju dan waktu pertumbuhan
Industri ini seharusnya sudah berhenti memakai istilah “ukuran” sejak puluhan tahun lalu, dan menggambarkan proses CMOS dengan kerapatan seperti jumlah logic gate per mm persegi
Tetapi kalau angka nyatanya ditampilkan, akan lebih sulit mengklaim bahwa proses “1nm” lebih baik daripada proses “2nm” milik perusahaan lain, jadi bagian marketing pasti tidak suka
Ini adalah metrik kerapatan yang bisa dibandingkan dengan node 28nm sekitar 2010~2011 dan transistor planar sebelumnya, dan node “0.7nm” berarti kerapatan transistor yang setara dengan jika node transistor planar standar dikecilkan sampai 0.7nm
Sayangnya, memang begitulah cara industri semikonduktor berjalan sekarang
Hanya saja ukuran fitur nyatanya tidak berada di sekitar 1nm, melainkan mencapai kerapatan itu lewat struktur 3D berlapis
Semua klaim memang perlu disaring sampai tingkat tertentu
Supaya jelas, ini bukan berarti ada bagian mana pun di die yang benar-benar berukuran 0.7nm
Ini lebih dekat ke arti kerapatan sekitar dua kali generasi node sebelumnya, dan industri ini tampaknya memutuskan untuk tetap memakai kata “nanometer” walaupun ukuran transistor nyata dan nama node sudah terpisah sejak bertahun-tahun lalu
Gen Alpha lahir setelah itu, dan sebagian Gen Z serta Gen Beta berada di sekitar masa peralihan itu
Sebagai referensi, ada tulisan sangat mendalam lebih dari 7.000 kata tentang teknologi ini
https://morethanmoore.substack.com/p/ibms-announces-07nm-pro...
Perlu diingat bahwa IBM membayar US$1,5 miliar agar GlobalFoundries mengambil alih fab mereka dan divisi layanan desainnya
Bukan GF yang membayar IBM, melainkan IBM yang membayar GF agar mau mengambil alih fab itu
https://www.reuters.com/article/technology/ibm-to-pay-global...
Tinggal kita lihat bagaimana hasilnya nanti
Hal yang paling mengejutkan adalah IBM masih entah bagaimana tetap memiliki lab silikon
Kukira sekarang mereka pada dasarnya sudah menjadi perusahaan konsultasi
Setidaknya sebagian mungkin untuk tujuan “Trusted Foundry” demi memastikan basis manufaktur chip dalam negeri AS untuk keperluan militer
Menurut laporan NYT, IBM menjalankan lab R&D lalu melisensikan teknologi yang mereka kembangkan ke perusahaan yang benar-benar membuat chip
Mereka punya salah satu organisasi riset industri terbesar di dunia, dan melakukan lebih banyak riset hard science daripada hampir perusahaan mana pun
Di salah satu gambar tertulis “15 baris atom silikon”
Apakah ada batas seberapa kecil ini bisa dibuat? Apakah satu atom adalah akhirnya?
Apakah Hukum Moore punya batas fisik atau molekuler?
Bahkan sebenarnya sudah sejak cukup lama
Jika gate transistor dibuat cukup kecil dan tipis, efek kuantum mulai mendominasi
Elektron akan secara acak melakukan tunneling masuk dan keluar dari gate, sehingga transistor bisa menghantarkan arus saat seharusnya tidak menghantar
Aku tidak ingat angkanya persis, tetapi skalanya sekitar beberapa atom lebarnya
Sejauh yang kita tahu, tidak ada cara khusus untuk menghindari hal itu
Pada skala ini elektron bukan sekadar benda fisik sederhana, jadi kita tidak bisa begitu saja mengecualikannya dari suatu volume ruang
Fungsi gelombang elektron bisa muncul di tempat yang kita inginkan di dalam awan probabilitas elektron, dan untuk memblokirnya sambungan isolasi harus dibuat lebih tebal daripada awan probabilitas itu
https://en.wikipedia.org/wiki/Landauer%27s_principle
Tetapi sesekali masih masuk akal membayangkan atom individual dipakai sebagai elemen komputasi
Lalu bagaimana kalau melangkah lebih jauh dan merancang quark-gluon plasma sebagai prosesor? Aku ingin menonton episode Star Trek seperti itu
Kita boleh saja membayangkannya, tetapi untuk mencapai tingkat itu, jaraknya seperti monyet yang memukul batu di gua dibandingkan dengan membuat iPhone
Bagaimana struktur 3D seperti ini akan diskalakan dari sisi yield?
Kalau dipikir secara naif, rasanya setiap penambahan lapisan vertikal akan berdampak eksponensial pada yield, jadi saya penasaran apakah ini akan layak secara komersial dalam waktu dekat
Bagaimana IBM akan mengomersialkan ini?
Apakah dengan model lisensi ke fab?
IBM sudah melakukan hal seperti ini selama bertahun-tahun lewat alih teknologi, perjanjian lisensi, dukungan, dan cara lainnya
Rapidus, Samsung, GlobalFoundries, ST, SMIC, AMD, dan lainnya pernah memakai hasil R&D IBM pada berbagai node dan produk di waktu yang berbeda-beda
Ekosistem semikonduktor terdepan itu seperti gumpalan raksasa yang saling terikat, dan IBM berada jauh di dalamnya
Jika membeli peralatan ASML untuk membuat produk dengan proses ini, pada akhirnya Anda akan membayar IBM untuk pengetahuan dan dukungan agar semuanya benar-benar bisa berjalan, atau memberi sebagian pendapatan, atau membuat kesepakatan lain yang sesuai situasinya
Akan lebih baik juga bagi IBM jika seluruh industri bisa berinovasi pada teknologi pendukung di sekitarnya
Misalnya, jika berbagai perusahaan teknologi proses bisa membuatnya dengan biaya lebih efisien, itu juga menguntungkan IBM
Artinya lewat lisensi atau gugatan
Saya terus mendengar bahwa IBM membuat chip-chip hebat seperti ini, tapi hampir tidak pernah melihat tempat yang benar-benar memakai chip IBM
Sebenarnya ini dipakai untuk apa?
Misalnya, seluruh sistem manajemen inventaris Costco berjalan di IBM i, yaitu di atas POWER
Anda bisa melihat layar terminal klasik di berbagai sudut toko
Bank juga sangat banyak memakai z dan i
Sistem seperti ini hampir selalu berada di dalam pusat data, jadi Anda tidak akan melihatnya langsung, tetapi hanya karena ada sekitar 50 microservice di antara UI dan sistem pencatatan yang sebenarnya, bukan berarti Anda tidak berinteraksi dengannya
Sejak itu saya tidak lagi menangani peralatan di bidang itu, jadi saya tidak tahu situasi terbarunya
Ada dua masalah besar
Banyak perusahaan terlihat seperti itu
Hanya karena suatu topik berada di luar bidang keahlian seseorang bukan berarti itu otomatis omong kosong