IBM tạo ra kỷ nguyên điện toán với chip dưới 1nm

Các nhà khoa học tại IBM phát triển kỹ thuật "nanostacking" để xếp các lớp bóng bán dẫn theo phương thẳng đứng tạo ra đột phá về hiệu năng trong nhiều năm tới.

Tập đoàn IBM vừa công bố kiến trúc bán dẫn mới mang tên NanoStack, cho phép chế tạo các bóng bán dẫn có kích thước nhỏ hơn 1nm lần đầu tiên trên thế giới.

Đây được xem là bước tiến quan trọng của ngành công nghiệp bán dẫn, có thể kéo dài "Định luật Moore" - dự báo nổi tiếng cho rằng số lượng bóng bán dẫn trên một con chip sẽ tăng gấp đôi sau mỗi vài năm.

Các bóng bán dẫn mới có kích thước chỉ 0,7nm. Nhờ đó, các kỹ sư có thể tích hợp gần 100 tỉ bóng bán dẫn trên một diện tích chỉ bằng móng tay, gần gấp đôi so với khoảng 50 tỉ bóng bán dẫn của nền tảng chip 2nm hiện nay.

Chip có kích thước dưới 1nm của IBM - Ảnh: IBM
Chip có kích thước dưới 1nm của IBM - Ảnh: IBM

Bóng bán dẫn càng nhỏ thì càng có thể tích hợp nhiều linh kiện hơn trên cùng một diện tích, giúp gia tăng năng lực xử lý đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng. Theo IBM, công nghệ NanoStack có thể mang lại hiệu năng cao hơn tới 50% và giảm khoảng 70% điện năng tiêu thụ so với nền tảng chip 2nm hiện nay.

Theo LiveScience, để đạt được bước đột phá này, các nhà khoa học đã phát triển kỹ thuật "nanostacking", cho phép xếp chồng các lớp bóng bán dẫn theo phương thẳng đứng thay vì chỉ bố trí trên một mặt phẳng như kiến trúc truyền thống.

Cấu trúc ba chiều mới cũng giúp giảm một số vấn đề vốn cản trở việc thu nhỏ bóng bán dẫn xuống dưới ngưỡng 2nm, như hiện tượng rò rỉ điện hay sự mắc kẹt của điện tích bên trong vật liệu bán dẫn.

ibm-research-tem-4.jpg
Thiết kế nanostack xếp chồng và so le các bóng bán dẫn theo chiều dọc, tận dụng sự tích hợp tuần tự 3D để đóng gói nhiều bóng bán dẫn hơn trên một con chip.

IBM cho biết việc chế tạo các lớp vật liệu ở quy mô nguyên tử khiến quá trình sản xuất chip hiện nay "gần giống như phép thuật". Đây không phải là một nâng cấp nhỏ mà là sự chuyển đổi mang tính thế hệ đối với ngành công nghiệp bán dẫn.

IBM kỳ vọng công nghệ NanoStack sẽ dần thay thế nền tảng chip hiện tại trong khoảng 5 năm tới. Xa hơn, phương pháp này còn có thể mở đường cho việc chế tạo các bóng bán dẫn chỉ khoảng 0,1nm.

Các nhà nghiên cứu nhận định bước đột phá mới có thể tạo ra tác động sâu rộng đối với nhiều lĩnh vực công nghệ, đặc biệt là trí tuệ nhân tạo (AI) và điện toán lượng tử, cũng như cải thiện đáng kể hiệu năng của bộ nhớ SRAM, thiết bị y tế và các hệ thống cảm biến.

Đối với AI, bộ nhớ nhanh và tiết kiệm năng lượng hơn sẽ giúp tăng tốc độ xử lý dữ liệu, giảm tình trạng nghẽn cổ chai và hạn chế lượng nhiệt phát sinh từ các trung tâm tính toán quy mô lớn.

IBM cho rằng kiến trúc NanoStack có thể trở thành nền tảng chủ đạo tiếp theo của ngành bán dẫn trong thập niên tới, đánh dấu một "bước nhảy công nghệ" mới của ngành điện toán toàn cầu.

Máy tính lượng tử có phải là lối thoát cho Định luật Moore?

Vì sao chip 28 nm vẫn là trụ cột ngành bán dẫn?

Dù không tiên tiến như 7 nm hay 3 nm, chip 28 nm vẫn giữ vai trò nền tảng nhờ chi phí hợp lý, độ ổn định cao và ứng dụng cực rộng.

chip-1.png
Chip 28 nm dù không thuộc nhóm công nghệ tiên tiến nhất nhưng vẫn giữ vị trí quan trọng trong ngành bán dẫn toàn cầu.(Ảnh: Global Times)
chip-2.png
Đây là tiến trình đã trưởng thành, có quy trình sản xuất ổn định và hệ sinh thái thiết kế hoàn chỉnh, giúp doanh nghiệp giảm rủi ro kỹ thuật.(Ảnh: Arm)

TSMC bứt tốc với chip 2nm, củng cố ngôi vương bán dẫn

TSMC chính thức sản xuất chip 2nm, công nghệ tiên tiến nhất hiện nay, qua đó khẳng định vị thế thống trị ngành bán dẫn toàn cầu trong kỷ nguyên AI.

san-1.png
TSMC vừa xác nhận đã khởi động sản xuất thương mại chip 2 nanomet, đánh dấu bước tiến lớn của ngành bán dẫn toàn cầu.
san-2.png
Công nghệ 2nm sử dụng cấu trúc transistor nanosheet, giúp cải thiện mạnh hiệu năng và tối ưu mức tiêu thụ năng lượng.

Huawei công bố định luật mới thay thế More về hiệu năng chip

Thay vì hướng đến mục tiêu thu nhỏ transistor để tăng hiệu năng cho chip, Huawei đề xuất một lý thuyết mới giúp tăng hiệu năng mà không cần phải làm vậy.

Huawei vừa công bố một hướng đi mới mà công ty gọi là “Tau Law”, tạm dịch là “định luật Tau”, với tham vọng thay đổi cách ngành bán dẫn tiếp tục phát triển trong thời kỳ hậu định luật Moore.

Hôm 25 tháng 5, tại Hội nghị quốc tế về mạch và hệ thống ISCAS 2026 ở Thượng Hải, bà Hà Đình Ba, Chủ tịch Ủy ban Khoa học Huawei và người phụ trách mảng bán dẫn của công ty, trình bày bài phát biểu mang tên “Con đường bán dẫn mới trong thực tiễn”. Trong bài phát biểu này, Huawei lần đầu công khai “Tau Law”, nguyên tắc mới mà công ty cho rằng có thể thay thế cách ngành chip phụ thuộc quá lâu vào việc thu nhỏ transistor theo hình học truyền thống.

Đọc nhiều nhất

Tin mới