IBM membuka babak baru dalam perlombaan chip dengan memperkenalkan desain yang diklaim mampu menembus ambang sub-1 nanometer. Teknologi ini disebut dapat menampung hampir 100 miliar transistor di atas chip seukuran kuku, sebuah lompatan yang langsung menarik perhatian industri semikonduktor.
Yang membuatnya menonjol bukan sekadar ukuran, melainkan cara IBM menyusun transistor. Alih-alih terus mengecilkan dimensi secara lateral, perusahaan itu memakai pendekatan yang disebut nanostack architecture, yakni menumpuk transistor dalam dua lapisan.
Pendekatan baru untuk mengejar batas berikutnya
IBM mengatakan desain baru ini menggandakan kepadatan transistor dibanding chip dua nanometer yang diperkenalkan 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 memadatkan dua jenis transistor dalam satu jejak fisik yang lebih ringkas.
Apa yang membedakan desain 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 secara 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 kenaikan 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 menuju produksi masih terbuka, tetapi belum dekat
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. Meski begitu, IBM sebelumnya pernah melisensikan teknologinya ke Samsung Electronics dan pembuat chip Jepang Rapidus.
Persaingan teknologi chip makin padat
IBM juga tidak bergerak sendirian di area ini. Intel, Samsung, TSMC, dan Imec di Belgia sama-sama 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.”