Verlängerung des Moore’schen Gesetzes: IBM stellt weltweit erste Sub-1-nm-Chiptechnologie vor, doppelter Sprung bei Rechenleistung und Energieeffizienz entfacht Begeisterung am Markt

TradingKey - Im vorbörslichen US-Handel am Donnerstag stiegen die Aktien von IBM ( IBM) zeitweise um über 6 %, nachdem das Unternehmen einen bahnbrechenden Durchbruch in der Halbleitertechnologie bekannt gegeben und offiziell die weltweit erste herstellbare Sub-1-nm-Chiptechnologie vorgestellt hatte.

Quelle: TradingView

Der Chip nutzt eine revolutionäre dreidimensionale "Nanostack"-Architektur, die den Transistorknoten auf die 0,7-Nanometer-Skala (7 Ångström) vorantreibt. Dieser Erfolg durchbricht nicht nur die physikalischen Grenzen von Chipherstellungsprozessen, sondern ebnet auch einen neuen Weg für die Fortführung des Mooreschen Gesetzes, was disruptive Veränderungen in Bereichen wie KI-Rechenleistung und Cloud-Computing verspricht.

3D-Stacking durchbricht physische Grenzen

Im Gegensatz zu traditionellen planaren Transistor-Layouts nutzt die neu eingeführte „NanoStack“-Architektur von IBM ein vertikal gestapeltes Design, bei dem Transistoren in versetzten Schichten angeordnet sind, um fast 100 Milliarden Transistoren auf derselben Fläche unterzubringen – was die Dichte des im Jahr 2021 vorgestellten 2-Nanometer-Chips verdoppelt. Diese dreidimensionale Integrationstechnologie erhöht nicht nur die Chipdichte, sondern ermöglicht es auch, für verschiedene Schichten unterschiedliche Materialien zu verwenden, wodurch sich Leistung und Energieeffizienz unabhängig voneinander optimieren lassen.

Jay Gambetta, Direktor von IBM Research, erklärte: „Wir schrumpfen nicht nur Transistoren; wir definieren grundlegend neu, wie Chips gebaut werden.“

Labortests zeigen, dass dieser Sub-1-Nanometer-Chip im Vergleich zu Produkten der 2-Nanometer-Knoten-Generation eine bis zu 50 % höhere Leistung und eine um bis zu 70 % verbesserte Energieeffizienz bietet. Zugleich verkleinert die NanoStack-Architektur die SRAM-Speicherzellen um 40 % und bietet so eine höhere Bandbreitenunterstützung für KI-Workloads.

Darüber hinaus kündigte IBM parallel zur Vorstellung seiner Sub-1-Nanometer-Technologie Pläne zur Gründung von „Anderon“ an, der weltweit ersten Quanten-Foundry. Diese eigenständige Tochtergesellschaft wird die gebündelte Expertise von IBM im Bereich Quantencomputing und Halbleiter zusammenführen und den USA dabei helfen, eine führende Position bei der Herstellung von Quanten-Wafern einzunehmen.

Umsetzung innerhalb von fünf Jahren, mit einer auf zehn Jahre ausgelegten Roadmap.

Obwohl sich IBM bereits vor langer Zeit aus dem Geschäft mit der Chipherstellung zurückgezogen hat, ist sein Labor in Albany, New York, weiterhin führend in der Halbleiterforschung und -entwicklung. Dieser Durchbruch ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit mit Anlagenherstellern wie ASML und Lam Research, wobei die bevorstehende Einführung von Lithografiesystemen für extreme Ultraviolettstrahlung mit hoher numerischer Apertur (High-NA-EUV) eine entscheidende Unterstützung für Prozesse im Sub-1-Nanometer-Bereich bietet. IBM geht davon aus, dass die NanoStack-Technologie bereits in fünf Jahren in die Massenproduktion gehen wird, was eine kontinuierliche Skalierungs-Roadmap für mindestens ein Jahrzehnt sichert.

Dan Hutcheson, Analyst bei TechInsights, betonte: "Diese Technologie verlängert die Chip-Roadmap um 10 bis 15 Jahre und löst den Konflikt zwischen der rasant steigenden Nachfrage nach Rechenleistung im KI-Zeitalter und den Grenzen der Energiekosten." Derzeit produziert TSMC bereits 2-Nanometer-Chips in Serie, während Intels 18A-Prozess (ca. 1,8 nm) die Phase der Risikoproduktion erreicht hat. Die Sub-1-Nanometer-Technologie von IBM wird den Wettbewerb in der Branche zweifellos in eine neue Phase heben.