Переход от 2D к 3D: суть технологии Nanostack
IBM и Siemens объявили о совместных исследованиях, направленных на подготовку архитектуры Nanostack к серийному производству. Nanostack — это первая в индустрии трехмерная архитектура на основе нанолент (nanosheets), которая вертикально укладывает и смещает транзисторы. Это позволяет упаковать почти 100 миллиардов транзисторов в пространство размером с ноготь на уровне текущего узла 7 ангстрем.
Ключевое отличие технологии — возможность использования различных комбинаций материалов в каждом слое стека. Это оптимизирует производительность и энергоэффективность каждого транзистора независимо от других, обеспечивая скачки в эффективности энергии и масштабировании SRAM.
Роль Siemens: симуляция и литография
Хотя IBM уже продемонстрировала жизнеспособность архитектуры, для перехода к массовому производству требуются точные виртуальные модели. Siemens подключает свой опыт в области электронного проектирования (EDA), симуляции процессов, оптимизации литографии и программного обеспечения для передового производства. Цель — выявлять и решать проблемы fabrication (изготовления) еще до создания физических чипов.
Сравнение подходов к масштабированию
| Параметр | Традиционная 2D-архитектура | IBM Nanostack (3D) |
|---|---|---|
| Планировка транзисторов | Плоская (2D) | Вертикальная, ступенчатая (3D) |
| Плотность (текущий узел) | Ограничена физикой миниатюризации | ~100 млрд транзисторов (7 Å) |
| Материалы | Единые для всего чипа | Разные комбинации в каждом слое |
| Роль EDA-инструментов | Стандартное проектирование | Глубокая кооптимизация физики и литографии |
Зачем это нужно индустрии?
По словам Хуэймин Бю (Huiming Bu), вице-президента IBM по исследованиям в области кремниевых технологий, Nanostack — это масштабируемая платформа, которая сдвигает парадигму масштабирования устройств с 2D на 3D. Это критически важно для логики, необходимой для поддержки AI и других emerging-технологий в ближайшие десятилетия. Анкур Гупта из Siemens отмечает, что физический AI предъявляет экстремальные требования к архитектуре кремния, и только тесная кооптимизация физики устройств, EDA и производства может преодолеть эти ограничения.
Перспективы
Сотрудничество направлено на ускорение циклов разработки и создание производственной базы для вывода Nanostack в серию. Исследования будут охватывать не только текущий узел 7 ангстрем, но и будущие поколения архитектуры, что может определить лицо полупроводниковой индустрии на годы вперед.
Источник: TechPowerUp ↗