A IBM apresentou nesta semana o primeiro chip sub-1 nanômetro do mundo – segundo a empresa, um marco histórico para a indústria de semicondutores que leva a computação para a escala dos átomos, com potencial de transformar desde dispositivos pessoais até infraestruturas de inteligência artificial.
O novo chip sub-1 nm da IBM concentra quase 100 bilhões de transistores em um chip do tamanho de uma unha, quase o dobro da densidade do chip de 2 nm da IBM, anunciado em 2021. Viabilizada por uma série de inovações estruturais e de materiais, incluindo a revolucionária arquitetura tridimensional nanostack da IBM, a tecnologia demonstra como ganhos contínuos em desempenho e eficiência ainda são possíveis mesmo à medida que os recursos do chip se aproximam de dimensões atômicas.
Resultados técnicos publicados indicam que o novo chip deve oferecer um salto substancial em capacidade — até 50% mais desempenho ou 70% maior eficiência energética do que os chips de 2 nm da IBM¹ — impulsionando o processamento para aplicações que vão de IA generativa e infraestrutura de nuvem até dispositivos eletrônicos de próxima geração.
“O mais recente avanço de chip da IBM marca um momento histórico na computação, levando a tecnologia além da era do nanômetro para a escala dos átomos. Com nossa nova arquitetura nanostack, não estamos apenas criando transistores menores, estamos reinventando a forma como os chips são construídos para oferecer muito mais potência e eficiência energética”, disse Jay Gambetta, Diretor da IBM Research e IBM Fellow. “Essa inovação pioneira continua o legado da IBM de liderança em tecnologias de próxima geração e estabelece a base para a próxima era da computação.”
Nanostack, um avanço da indústria no design de chips
Para produzir este chip, pesquisadores da IBM desenvolveram uma arquitetura de transistor totalmente nova, chamada “nanostack”, o primeiro design tridimensional baseado em nanosheets conhecido na indústria. O nanostack representa um grande avanço além da tecnologia de nanosheets, a arquitetura de ponta atual da indústria, inventada pela IBM. O design nanostack empilha e intercala transistores verticalmente, aproveitando a integração sequencial 3D para acomodar mais transistores em um chip. O design também possibilita o uso de diferentes combinações de materiais em cada camada empilhada, otimizando o desempenho e a eficiência energética de cada transistor de forma independente dos demais.
A arquitetura nanostack da IBM foi validada experimentalmente por meio de ligação dielétrica ultrafina na integração CMOS, demonstração de capacidade de engenharia de canal duplo e operação funcional de inversor CMOS com desempenho de comutação esperado. Em conjunto, esses resultados confirmam que a tecnologia nanostack pode ser construída fisicamente e suporta computação real.
Além disso, em novas pesquisas apresentadas na VLSI 2026, pesquisadores da IBM demonstraram que a arquitetura nanostack oferece escalonamento de 40% em SRAM², possibilitando que projetistas de chips criem dispositivos muito mais eficientes, ao mesmo tempo em que atendem às demandas de dados de alta largura de banda de cargas de trabalho avançadas de IA.
Com essa estrutura inovadora, a tecnologia lógica pode se estender pela primeira vez abaixo do nó de 1 nm, avançando a era do escalonamento em nível de angstrom, em que as dimensões se aproximam do tamanho de átomos individuais. Embora os nós de transistor hoje se refiram a uma geração de tecnologia de fabricação em vez de uma dimensão física exata, a tecnologia de 0,7 nm da IBM — também chamada de 7 angstroms — demonstra como o escalonamento contínuo permanece possível. Com a nova arquitetura nanostack, o roadmap de semicondutores da IBM projeta pelo menos uma década de escalonamento futuro.
Aproveitando décadas de liderança em inovação de semicondutores
Este avanço é a mais recente prova da posição da IBM como líder em P&D de semicondutores. A IBM lidera o desenvolvimento de chips que alimentam sistemas de computação há décadas, desde os primeiros semicondutores na década de 1960 até o primeiro chip do mundo em nó de 2 nm. A IBM continua a inovar na fronteira do silício, do hardware de IA, da lógica e dos processadores quânticos desenvolvidos para impulsionar o futuro da computação.
A IBM e seus parceiros realizam esse trabalho em uma instalação líder de pesquisa em semicondutores em Albany, Nova York, que em breve contará com uma ferramenta de litografia ultravioleta extrema de alta abertura numérica (High NA EUV), essencial para o futuro do escalonamento lógico. Desenvolvida pela ASML, essa tecnologia permite a impressão de circuitos com ultra precisão, viabilizando a criação de chips menores e mais poderosos. A IBM e parceiros, incluindo Lam Research Corp. (Nasdaq: LRCX), Tokyo Electron (TEL) e SCREEN Semiconductor Solutions, Ltd., têm trabalhado juntos para desenvolver novos processos e ferramentas de High NA EUV que já resultaram em dispositivos funcionais.
A IBM também anunciou recentemente um plano para formar a Anderon, a primeira fundição quântica pura do mundo. A Anderon, uma empresa independente da IBM, aproveitará a experiência líder da IBM em computação quântica e semicondutores para ajudar a posicionar os Estados Unidos na fabricação da maioria dos wafers quânticos do mundo.
Com a expectativa de adoção inicial da tecnologia nanostack no nó sub-1 nm, a IBM vislumbra um caminho para produção já nos próximos 5 anos.
¹S. Reboh et al ” NanoStack Transistor Architecture for CMOS 7A Node and Beyond” VLSI 2025
² Chen Zhang et al “Area and Performance of Staggered-Channel Nanostack SRAM Bitcells” VLSI 2026
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