IBM membuka persaingan chip ke arah yang lebih ekstrem dengan desain yang ditujukan untuk menembus ambang sub-1 nanometer. Teknologi ini dirancang untuk memadatkan hampir 100 miliar transistor di atas chip seukuran kuku.
Yang membuat langkah ini menonjol bukan hanya skala kepadatannya, tetapi cara IBM menyusun transistor. Perusahaan itu tidak lagi hanya mengecilkan dimensi secara lateral, melainkan memakai pendekatan nanostack architecture dengan menumpuk transistor dalam dua lapisan.
Lonjakan kepadatan dan efisiensi
IBM menyebut desain baru ini menggandakan kepadatan transistor dibanding chip dua nanometer yang dikenalkan pada 2021. Dalam perhitungan perusahaan, prosesor yang memakai nanostack berpotensi memberi peningkatan performa hingga 50 persen atau penghematan energi hingga 70 persen dibanding chip 2021 itu.
Arsitektur ini dibangun dari dua wafer silikon yang masing-masing membawa transistor bergaya nanosheet. Kedua wafer kemudian digabung sehingga satu lapisan berada terbalik di atas lapisan lainnya dan membentuk susunan tiga dimensi yang lebih ringkas.
Apa yang membedakan susunan IBM
IBM menjelaskan bahwa transistor di lapisan atas tidak sejajar langsung dengan transistor di bawahnya. Posisi yang bergeser ini dipakai untuk mengurangi kompleksitas kabel penghubung dan membuka peluang penggunaan material berbeda pada tiap lapisan agar performanya bisa disesuaikan terpisah.
Perusahaan juga melaporkan peningkatan scaling SRAM sebesar 40 persen dengan desain baru ini. Di industri chip, SRAM menjadi komponen penting karena berpengaruh terhadap efisiensi dan kinerja sistem secara keseluruhan.
Jay Gambetta, direktur IBM Research, menyebut langkah ini bukan sekadar peningkatan kecil. Dalam konferensi pers yang dikutip MIT Technology Review, ia mengatakan, “It’s not just an incremental step. It’s a meaningful leap forward.”
Jalan ke produksi masih terbuka
IBM mengatakan teknologi ini punya jalur menuju produksi dalam lima tahun ke depan. Namun, IBM tidak memproduksi chip sendiri dan lebih banyak mengembangkan teknologi dasar untuk kemudian dilisensikan ke produsen.
Huiming Bu, wakil presiden global semiconductor R&D IBM, tidak menyebut calon mitra saat briefing pers, menurut The New York Times. IBM sebelumnya pernah melisensikan teknologinya ke Samsung Electronics dan pembuat chip Jepang Rapidus.
Persaingan di jalur transistor bertumpuk
IBM tidak sendirian dalam mengejar arah ini. Intel, Samsung, TSMC, dan Imec di Belgia juga tengah mengeksplorasi versi mereka sendiri dari teknologi transistor bertumpuk.
Menurut IBM, pembeda utama versinya ada pada penempatan transistor lapisan atas yang bergeser, bukan bertumpuk lurus. Perusahaan menilai susunan itu memangkas kerumitan interkoneksi dengan cara yang tidak dicapai desain stack langsung.
Dukungan riset dan respons industri
Teknologi nanostack itu dikembangkan di fasilitas riset semikonduktor IBM di Albany, New York. Proyek ini dikerjakan bersama mitra seperti Lam Research, Tokyo Electron, dan SCREEN Semiconductor Solutions.
Pengumuman ini juga disambut positif oleh analis industri. Dan Hutcheson dari TechInsights menyebutnya sebagai “a big deal” dan mengatakan teknologi itu “basically puts another 10 or 15 years on the road map.”