IBM, 1 nm altı 0.7 nm çip teknolojisini tanıttı
(newsroom.ibm.com)- Yarı iletken endüstrisi geleneksel ölçeklendirmenin fiziksel sınırlarına yaklaşırken, IBM 0.7 nm·7 angstrom düğümüne dayalı dünyanın ilk 1 nm altı çip teknolojisini tanıttı
- Tırnak büyüklüğünde bir çipe yaklaşık 100 milyar transistör entegre ederek, IBM’in 2021’de tanıttığı 2 nm çipe kıyasla neredeyse iki kat yoğunluğu hedefliyor
- Temel yapı olan nanostack, transistörleri dikey olarak üst üste koyup şaşırtmalı yerleştirerek 3D ardışık entegrasyon ve katman bazında malzeme kombinasyonu optimizasyonunu mümkün kılıyor
- Açıklanan teknik sonuçlar, IBM 2 nm düğümüne kıyasla en fazla %50 performans artışı veya %70 enerji verimliliği artışı öngörüyor; VLSI 2026 araştırmasında SRAM için %40 ölçeklendirme de doğrulandı
- IBM, nanostack için en erken benimseme noktasını 1 nm altı düğüm olarak görüyor ve en erken önümüzdeki 5 yıl içinde üretime giden bir yol ile en az 10 yıllık yarı iletken ölçeklendirme yol haritası bekliyor
0.7 nm düğümü ve entegrasyon yoğunluğu
- IBM, 25 Haziran 2026’da dünyanın ilk 1 nanometrenin altındaki çip teknolojisini tanıttı ve yeni transistör mimarisi 0.7 nm veya 7 angstrom düğümüne karşılık geliyor
- Yeni çip, tırnak büyüklüğünde bir alana neredeyse 100 milyar transistör sığdırıyor
- Bu, IBM’in 2021’de tanıttığı 2 nm çipe kıyasla neredeyse iki kat yoğunluk anlamına geliyor
- Yarı iletkenler; bilişim, tüketici elektroniği, iletişim cihazları, ulaşım sistemleri ve kritik altyapı genelinde kullanılan temel bir teknoloji
- Açıklanan teknik sonuçlara göre yeni çipin, IBM 2 nm düğüm çipine kıyasla en fazla %50 daha yüksek performans veya %70 daha yüksek enerji verimliliği sunması bekleniyor
- Uygulama alanları olarak üretken yapay zeka, bulut altyapısı ve yeni nesil elektronik cihazlar gösteriliyor
- Bu rakamlar, VLSI 2025’teki “NanoStack Transistor Architecture for CMOS 7A Node and Beyond” sonuçlarına dayanıyor
Nanostack 3D transistör yapısı
- IBM araştırmacıları, yeni çip için nanostack adlı bir transistör mimarisi geliştirdi
- Bu yapı, sektörde bir ilk olarak tanımlanan 3 boyutlu nanosheet tabanlı tasarım
- IBM’in icat ettiği mevcut öncü mimari olan nanosheet teknolojisinin ötesine geçen bir yapı olarak tanıtılıyor
- Transistörler dikey olarak üst üste yerleştiriliyor ve şaşırtmalı biçimde diziliyor
- 3D ardışık entegrasyondan yararlanarak tek bir çipe daha fazla transistör sığdırılabiliyor
- İstiflenen her katmanda farklı malzeme kombinasyonları kullanılabiliyor
- Böylece her transistörün performansı ve güç verimliliği bağımsız olarak optimize edilebiliyor
Deneysel doğrulama ve SRAM ölçeklendirmesi
- IBM, nanostack mimarisinin fiziksel olarak üretilebilir olduğunu ve gerçek hesaplamayı desteklediğini belirtiyor
- Deneysel doğrulama şu sonuçları içeriyor
- CMOS entegrasyonunda ultra ince dielektrik birleşim
- Çift kanal mühendisliği yeteneğinin gösterimi
- Beklenen anahtarlama performansına sahip işlevsel CMOS inverter çalışması
- VLSI 2026’da sunulan yeni araştırma, nanostack mimarisinin SRAM’de %40 ölçeklendirme sağladığını ortaya koyuyor
- Bu sonuç, “Area and Performance of Staggered-Channel Nanostack SRAM Bitcells” çalışmasına dayanıyor
- Daha verimli çip tasarımlarına ve gelişmiş AI iş yüklerinin yüksek bant genişlikli veri talebinin desteklenmesine yol açabilir
Angstrom düzeyinde ölçeklendirme ve yol haritası
- IBM’e göre nanostack yapısı sayesinde mantık teknolojisi ilk kez 1 nm düğümünün altına genişleyebilir
- Bu, tekil atom boyutlarına yaklaşan angstrom düzeyinde ölçeklendirme açısından bir ilerleme olarak değerlendiriliyor
- Transistör düğümleri artık tam fiziksel ölçüden ziyade üretim teknolojisi neslini ifade etse de, IBM’in 0.7 nm teknolojisi sürekli ölçeklendirmenin mümkün olduğunu gösteriyor
- IBM’in yarı iletken yol haritası, yeni nanostack mimarisine dayanarak en az 10 yıllık gelecekteki ölçeklendirme öngörüyor
Araştırma tesisi, High NA EUV ve üretim görünümü
- IBM ve iş ortakları, ilgili çalışmaları New York eyaletindeki Albany’de bulunan ileri yarı iletken araştırma tesisinde yürütüyor
- Bu tesise gelecekte High NA EUV litografi ekipmanının kurulması planlanıyor
- ASML tarafından geliştirilen bu teknoloji, ultra hassas devre baskısını mümkün kılıyor ve daha küçük, daha güçlü çiplerin üretimini destekliyor
- IBM ile Lam Research, Tokyo Electron ve SCREEN Semiconductor Solutions; yeni High NA EUV süreçleri ve araçlarını birlikte geliştiriyor ve halihazırda çalışan bileşenler üretmiş durumda
- IBM kısa süre önce dünyanın ilk saf kuantum dökümhanesi olan Anderon için kuruluş planını da açıkladı
- Anderon’un IBM’den bağımsız bir şirket olarak faaliyet göstermesi planlanıyor
- ABD’nin dünyadaki kuantum wafer üretiminin büyük bölümünü yapabilmesine yardımcı olmayı, bunun için de IBM’in kuantum hesaplama ve yarı iletken uzmanlığından yararlanmayı hedefliyor
- IBM, nanostack teknolojisinin en erken benimsenme noktasının 1 nm altı düğüm olacağını öngörüyor ve bunun en erken önümüzdeki 5 yıl içinde üretime uzanan bir yolunun bulunduğunu düşünüyor
1 yorum
Hacker News yorumları
“Mantık teknolojisi ilk kez 1 nm düğümünün altına ölçeklenebilir” gibi ifadelerle, çipin içindeki gerçek yapıların boyutuyla ilgisi olmayan fiziksel boyut iddialarını sürdürme geleneği gibi görünüyor
Aslında ortaya koydukları şey, yaklaşık 5 nm özellik boyutuyla yapılmış bir “nanostack architecture”; IBM de bunun varsayımsal, gerçek bir 1 nm altı çipe denk geldiğini söylüyor gibi
Başarının kendisi etkileyici, ama sektörde pazarlamacı sayısı biraz fazla gibi
Silikonda FET’in kapı uzunluğu için alt sınır kabaca 10–15 nm arası bir yerde ve mevcut CMOS üretim süreçleri henüz o sınıra ulaşmış değil
Daha küçük transistörler yapmak için başka yarı iletken malzemelere geçmek gerekiyor
Birden çok katmanın dikey kalınlığı birkaç nm ya da 1 nm’nin altında olabilir, ama bu devre yoğunluğu açısından doğrudan önemli değil
Sözde düğüm boyutu dikey boyutu değil, yatay boyutu ifade eder; 1 nm civarındaki dikey boyutlar büyüme hızına ve zamana bağlı olduğundan onlarca yıl önce de mümkündü
Sektör onlarca yıl önce “boyut” ifadesini bırakıp CMOS süreçlerini örneğin mm² başına mantık kapısı sayısı gibi yoğunluk değerleriyle tanımlamalıydı
Ama gerçek sayılar verilirse “1 nm” sürecinin başka bir şirketin “2 nm” sürecinden daha iyi olduğunu iddia etmek zorlaşır; pazarlama da bundan hoşlanmaz
2010–2011 civarındaki 28 nm düğümü ve ondan önceki düzlemsel transistörlerle karşılaştırılabilen bir yoğunluk ölçütü; “0.7 nm” düğümü de standart düzlemsel transistör düğümü 0.7 nm’ye küçültülse elde edilecek transistör yoğunluğu anlamına geliyor
Üzücü ama yarı iletken sektörü artık böyle işliyor
Ancak gerçek özellik boyutu 1 nm civarında değil; bu yoğunluğu yığma yoluyla oluşturulan 3D bir yapıyla elde ediyorlar gibi
Her iddiayı bir ölçüde süzgeçten geçirmek gerekir
Açık olmak gerekirse, kalıp üzerindeki herhangi bir bölümün gerçekten 0.7 nm olduğu anlamına gelmiyor
Daha çok önceki düğüm nesline göre yaklaşık iki kat yoğunluk anlamına geliyor; sektör, gerçek transistör boyutu ile düğüm adları yıllar önce ayrışmış olmasına rağmen “nanometre” demeye devam etmeyi seçmiş durumda
Gen Alpha bunun sonrasında doğdu; onun öncesi ve sonrasına da Gen Z’nin bir kısmı ile Gen Beta denk geliyor
Bu teknoloji hakkında 7.000 kelimeyi aşan derinlemesine bir yazı da var
https://morethanmoore.substack.com/p/ibms-announces-07nm-pro...
IBM’in, GlobalFoundries’in kendi fab’lerini ve tasarım hizmetleri bölümünü devralması için 1,5 milyar dolar ödediğini hatırlamak gerek
GF IBM’e para ödemedi; IBM fab’leri devretmek için GF’ye para ödedi
https://www.reuters.com/article/technology/ibm-to-pay-global...
Artık işlerin nasıl gelişeceğini göreceğiz
En şaşırtıcı olan, IBM’in hâlâ bir şekilde silikon araştırma laboratuvarına sahip olması
Artık fiilen bir danışmanlık şirketine dönüştüğünü sanıyordum
En azından bir kısmı, askeri kullanım için ABD içinde çip üretim tabanı sağlama amaçlı “Trusted Foundry” kapsamındadır diye düşünüyorum
NYT haberine göre IBM, Ar-Ge laboratuvarını işletiyor ve geliştirdiği teknolojileri gerçekten çip üreten şirketlere lisanslıyor
Dünyanın en büyük endüstriyel araştırma organizasyonlarından biri ve neredeyse tüm şirketlerden daha fazla sert bilim araştırması yapıyor
Görsellerden birinde “15 sıra silikon atomu” yazıyor
Ne kadar küçülebileceğine dair bir sınır var mı? Son nokta tek bir atom mu?
Moore Yasası için de fiziksel ve moleküler sınırlar var mı?
Aslında oldukça uzun zamandır böyle
Bir transistörün kapısını yeterince küçük ve ince yaptığınızda kuantum etkileri baskın hale gelmeye başlar
Elektronlar kapının içine ve dışına rastgele tünelleyerek, iletmemesi gereken zamanda bile transistörün iletmesine yol açar
Kesin sayıyı hatırlamıyorum ama birkaç atom genişliği ölçeğinde bir şey
Bildiğimiz kadarıyla bundan kaçınmanın pek bir yolu da yok
Bu ölçekte elektron basit bir fiziksel nesne olmadığı için, onu belirli bir uzay hacminden öylece dışlayamazsınız
Elektron dalga fonksiyonu, elektron olasılık bulutu içinde istediği yerde ortaya çıkabilir; bunu engellemek için yalıtkan eklemi o olasılık bulutundan daha kalın yapmak gerekir
https://en.wikipedia.org/wiki/Landauer%27s_principle
Yine de tekil atomları zaman zaman hesaplama öğesi olarak kullanmak bir ölçüde makul
Bunun ötesinde kuark-gluon plazmasını işlemci olarak tasarlamak mı? Böyle bir Star Trek bölümü izlemek isterdim
Böyle hayaller kurulabilir, ama o seviyeye ulaşmamız için mağarada taşları birbirine vuran maymunlarla iPhone yapmak arasındaki fark kadar yol var
Böyle bir 3D yapı verim açısından nasıl ölçeklenir?
Safça düşününce, dikey katmanlar eklendikçe verimi üstel biçimde etkileyecek gibi geliyor; yakın gelecekte ticari olarak mümkün olup olmayacağını merak ediyorum
IBM bunu nasıl ticarileştirecek?
Fab'lere lisanslama yoluyla mı?
IBM yıllardır teknoloji transferi, lisans anlaşmaları, destek ve başka yollarla bu işi yapıyor
Rapidus, Samsung, GlobalFoundries, ST, SMIC, AMD gibi şirketler farklı zamanlarda, farklı node'larda ve ürünlerde IBM Ar-Ge çıktılarından yararlandı
En ileri yarı iletken ekosistemi birbirine dolanmış devasa bir yumak gibi ve IBM bunun oldukça derinlerinde yer alıyor
Bu süreçle ürün üretmek için ASML ekipmanı alırsanız, onu gerçekten çalışır hale getirecek bilgi ve destek için IBM'e para öder, gelirinizin bir kısmını verirsiniz ya da duruma uygun bir anlaşma yaparsınız
Tüm sektörün çevre teknolojilerde yenilik yapabilmesi IBM için de daha iyi
Örneğin çeşitli proses teknolojisi şirketleri bunu daha maliyet etkin hale getirirse, bu IBM'e de yarar
Yani lisanslama ya da dava açma yolu
IBM'in böyle inanılmaz çipler yaptığını sürekli duyuyorum ama IBM çipleri kullanan yerleri pek görmüyorum
Bunlarla ne yapıyorlar acaba?
Örneğin Costco'nun tüm envanter yönetim sistemi IBM i, yani POWER üzerinde çalışıyor
Mağazaların çeşitli yerlerinde klasik terminal ekranları görebilirsiniz
Bankalar da z ve i sistemlerini muazzam ölçekte kullanıyor
Bu sistemler neredeyse her zaman veri merkezlerinde olduğundan doğrudan görmezsiniz; ama kullanıcı arayüzü ile gerçek kayıt sistemi arasında yaklaşık 50 mikroservis bulunduğu için fark edilmiyor olsa da onlarla kesinlikle etkileşime giriyorsunuz
O zamandan beri o ekipmanlarla ilgilenmediğim için güncel durumu bilmiyorum
İki büyük sorun var
Birçok şirket öyle görünüyor
Bir şeyin kendi uzmanlık alanının dışında olması, otomatik olarak saçmalık olduğu anlamına gelmez