IBM推出全球首项亚1纳米芯片技术

IBM近期宣布推出全球首款亚1纳米芯片技术，晶体管架构达到0.7纳米，这一里程碑式突破为面临物理极限的半导体行业开辟了新路径。半导体在计算、电子设备、通信设备等关键领域作用重大。

IBM最新亚1纳米芯片技术可在指甲盖大小区域集成近1000亿个晶体管，密度约为2021年2纳米芯片的两倍。通过首创的三维纳米堆叠架构及材料创新，该技术证实即便特征尺寸逼近原子级别，性能与效率仍可继续提升。

已公布数据显示，相较IBM的2纳米节点芯片，该芯片性能可提升高达50%，或者能效提升高达70%[1]，为生成式AI、云基础架构及下一代电子设备提供强大算力。

IBM研究院院长Jay Gambetta表示：“这一突破是计算领域的里程碑，推动技术从纳米迈向原子尺度。借助新型纳米堆叠架构，我们不仅缩小晶体管，更重新设计了芯片结构以大幅提升性能与能效。该业界首创延续了IBM引领下一代技术的传统，为下一个计算时代奠基。”

纳米堆叠：芯片设计领域的重大突破

为制造该芯片，IBM研究人员创造了名为“纳米堆叠”的全新晶体管架构，这是业界首个三维纳米片晶体管设计，在原有纳米片架构基础上实现更大突破。该设计将晶体管垂直堆叠并交错排列，通过三维顺序集成技术集成更多晶体管。每个堆叠层可使用不同材料组合，独立优化每个晶体管的性能与能效。

纳米堆叠架构已通过CMOS集成中的超薄介质键合、双通道工程能力验证，以及功能性CMOS反相器开关性能的实验验证。这些结果共同证明该技术可在物理层面实现并支持实际计算。

此外，在VLSI 2026大会上，IBM研究人员的最新研究表明，纳米堆叠架构可使SRAM面积缩小40%[2]，使芯片设计者能够制造更高效率芯片，同时满足先进AI工作负载对高带宽数据的需要。

凭借这一突破性结构，逻辑技术首次延伸至1纳米节点以下，步入埃米级微缩时代，尺寸接近单个原子。尽管当前晶体管节点更多代表制造工艺而非确切物理尺寸，但IBM的0.7纳米技术证明了持续微缩的可能。基于新型纳米堆叠架构，IBM的半导体路线图预计可支撑未来至少十年的微缩工艺发展。

延续IBM在半导体创新领域数十年的领导者地位

这一突破再次证明IBM在半导体研发领域的领先地位。数十年来，IBM持续引领全球芯片研发，从20世纪60年代的早期半导体到全球首款2纳米节点芯片，其在硅基芯片、AI硬件、逻辑芯片及量子处理器等前沿领域的创新，为未来计算提供动力。

IBM及其合作伙伴在纽约州奥尔巴尼的半导体研究机构开展此项工作，该机构即将配备高数值孔径极紫外光（High NA EUV）光刻工具，这对逻辑微缩至关重要。该技术由ASML开发，能实现超精密电路打印，有助于制造更小更强的芯片。IBM与Lam Research、Tokyo Electron及SCREEN Semiconductor Solutions等伙伴持续共同开发高数值孔径EUV工艺和工具，并已制造出可用设备。

IBM近期还宣布计划成立Anderon，这将是全球首家专注于量子晶圆制造的代工厂。

IBM预计纳米堆叠技术最快在五年内应用于亚1纳米节点并实现量产。

[1] S. Reboh等，“面向CMOS 7A节点及更远代的NanoStack晶体管架构”，VLSI 2025

[2] Chen Zhang等，“交错通道纳米堆叠SRAM位单元的面积与性能”，VLSI 2026

IBM在全球半导体领域的持久领导地位

这一里程碑式突破不仅验证了纳米堆叠架构的可行性，更标志着计算技术正式迈入埃米级时代，为未来十年半导体微缩工艺的发展奠定坚实基础，并为生成式AI、云基础架构等应用提供强劲动力。