IBM Perkenalkan Teknologi Chip 0,7 nm: NanoStack dan Era Angstrom

Angka performa dan efisiensi itu merupakan proyeksi dari proses yang masih berada dalam tahap penelitian. Artinya, angka tersebut belum menjadi hasil pengujian produk komersial yang diproduksi massal.

Cara kerja arsitektur 3D NanoStack

Selama ini, peningkatan kepadatan chip umumnya dilakukan dengan mengecilkan dan menata transistor pada bidang datar. Pendekatan itu berkembang dari FinFET hingga desain nanosheet modern. NanoStack mengambil arah berbeda: transistor nanosheet disusun secara vertikal dalam tiga dimensi menggunakan teknik wafer bonding, yaitu menggabungkan lapisan-lapisan wafer secara presisi.

NanoStack pada dasarnya berfungsi sebagai varian CFET (complementary field-effect transistor). Dalam rancangan ini, transistor tipe-n dan tipe-p tidak hanya diletakkan berdampingan, tetapi ditumpuk di atas satu sama lain. Susunan tersebut menghemat area pada cetakan silikon (die) sekaligus memperpendek jarak yang harus ditempuh sinyal listrik.

IBM juga menjelaskan bahwa lapisan transistor pada NanoStack dibuat sedikit berselang-seling, bukan benar-benar berada tepat di atas lapisan sebelumnya. Pengaturan ini membantu mengoptimalkan ruang dan koneksi antartransistor. Perusahaan menyebut NanoStack sebagai “kerangka universal” untuk menata transistor pada generasi chip mendatang.

IBM telah mendemonstrasikan prototipe yang berfungsi pada node 0,7 nm. Perusahaan menyebutnya sebagai demonstrasi publik pertama untuk logika CMOS sub-1 nm yang berfungsi.

Mengapa SRAM penting untuk AI?

SRAM adalah memori berkecepatan tinggi yang berada sangat dekat dengan prosesor. Dalam akselerator AI, memori semacam ini membantu memasok data ke unit komputasi tanpa harus terus-menerus mengambilnya dari memori yang lebih jauh dan lebih lambat.

Karena itu, peningkatan skala SRAM sebesar 40 persen berpotensi membantu rancangan chip AI yang membutuhkan bandwidth memori besar. Meski demikian, dampak nyata terhadap produk AI tetap bergantung pada proses manufaktur, desain sistem, hasil produksi, dan batasan termal—hal-hal yang belum terbukti melalui produk massal NanoStack.

IBM memperkirakan akselerator AI berbasis chip 7A secara teoretis dapat mencapai sekitar 7.000 TOPS (trillion operations per second), dibandingkan sekitar 1.500 TOPS pada node terdepan saat ini. Itu setara dengan peningkatan kira-kira 4,7 kali lipat, tetapi masih merupakan estimasi, bukan tolok ukur produk komersial.

Belum siap diproduksi massal

IBM menegaskan bahwa NanoStack masih berada pada tahap riset. Perusahaan memperkirakan produksi komersial oleh para mitranya dapat dimulai dalam waktu sekitar lima tahun.

Model bisnis IBM juga berbeda dari produsen cip kontrak seperti TSMC. IBM tidak mengoperasikan fasilitas fabrikasi chip sendiri. Sebaliknya, perusahaan berencana melisensikan rancangan NanoStack kepada mitra manufaktur dan perusahaan foundry, sejalan dengan pendekatan IBM dalam mengomersialkan berbagai terobosan semikonduktornya.

IBM juga telah memetakan peta jalan jangka panjang menuju node 0,1 nm atau 1 angstrom. Namun, target tersebut merupakan arah pengembangan teknologi, bukan jadwal ketersediaan produk yang sudah pasti.

Posisi IBM dalam perlombaan chip era angstrom

IBM menempatkan NanoStack sebagai pintu masuk menuju apa yang kerap disebut industri sebagai era angstrom—masa ketika ukuran node chip dinyatakan dalam satuan angstrom, bukan lagi nanometer.

Pengumuman ini juga memperkuat posisi IBM dalam persaingan teknologi dengan pemimpin industri seperti TSMC, Samsung, dan Intel. Perusahaan-perusahaan tersebut sama-sama mengembangkan cara baru untuk terus meningkatkan kepadatan transistor ketika penyusutan dua dimensi semakin sulit dilakukan.

Namun, keberhasilan di laboratorium belum otomatis berarti keberhasilan di pabrik. Tantangan seperti hasil produksi (yield), biaya, kestabilan proses, kemampuan manufaktur, dan ketersediaan mitra akan menentukan apakah NanoStack benar-benar dapat menjadi teknologi chip komersial.

Seperti dikatakan Huiming Bu, Wakil Presiden IBM untuk riset dan pengembangan semikonduktor global, NanoStack “bukan satu inovasi. Ini adalah platform perangkat yang dapat memungkinkan penskalaan teknologi selama satu dekade berikutnya. Kami sedang menyiapkannya untuk manufaktur.”

Dengan kata lain, 0,7 nm adalah tonggak riset yang menunjukkan kemungkinan baru dalam desain transistor—bukan tanda bahwa laptop, ponsel, atau akselerator AI 0,7 nm akan segera tersedia di toko.