Bijna 100 miljard transistors op vingernagelformaat

IBM zegt dat de 0,7-nanometertechnologie bijna 100 miljard transistors op een chip ter grootte van een vingernagel kan onderbrengen. Dat is ongeveer twee keer zoveel als bij IBM's 2-nanometertechnologie, die het bedrijf in 2021 presenteerde .

Volgens IBM kunnen chips met deze architectuur, vergeleken met die 2-nanometerbasis, tot 50% hogere prestaties leveren of tot 70% energie-efficiënter werken . Het zijn nadrukkelijk prognoses op basis van onderzoeksresultaten, geen cijfers van commercieel verkrijgbare producten.

Ook het ingebouwde SRAM-geheugen — snel geheugen dat direct naast de rekenlogica zit — zou profiteren. IBM rapporteert een verbetering van 40% in SRAM-scaling. De resultaten werden gepubliceerd tijdens het Symposium on VLSI Technology van 2026 en worden door IBM omschreven als de grootste verbetering in geheugendichtheid in meer dan tien jaar .

Wat is er nieuw aan NanoStack?

Bij traditionele chiparchitecturen worden transistors vooral naast elkaar op een vlak oppervlak geplaatst. Eerdere generaties, zoals FinFET- en nanosheet-ontwerpen, probeerden die structuren steeds verder te verkleinen. NanoStack kiest voor een derde dimensie: nanosheet-transistors worden met behulp van wafer bonding — het aan elkaar hechten van dunne halfgeleiderwafers — verticaal opgestapeld .

De aanpak werkt als een variant van een complementary field-effect transistor, kortweg CFET. Daarbij worden een n-type transistor en een p-type transistor boven elkaar geplaatst in plaats van naast elkaar. Dat bespaart chipoppervlak en verkort de afstand waarover elektrische signalen tussen de transistors moeten reizen .

IBM beschrijft NanoStack als een universeel raamwerk voor het rangschikken van transistors . De lagen worden bovendien niet simpelweg exact boven elkaar geplaatst; ze zijn ten opzichte van elkaar verschoven. Die opbouw moet helpen om de beschikbare ruimte efficiënter te benutten .

IBM heeft een werkend prototype op het 0,7-nanometerniveau gedemonstreerd. Het bedrijf noemt dit de eerste publieke demonstratie van werkende CMOS-logica onder 1 nanometer .

Waarom is dit belangrijk voor AI?

De ontwikkeling komt op een moment waarop AI-systemen steeds meer rekenkracht en energie vragen. Kleinere en dichter opeengepakte transistors kunnen in theorie meer berekeningen uitvoeren op hetzelfde oppervlak, terwijl het energieverbruik per berekening daalt.

IBM schat dat AI-versnellers op basis van 7A-technologie theoretisch ongeveer 7.000 TOPS kunnen halen — biljoenen bewerkingen per seconde — tegenover ongeveer 1.500 TOPS bij huidige geavanceerde nodes. Dat zou neerkomen op een verbetering van ongeveer 4,7 keer . Deze schatting is geen onafhankelijke test van een commercieel product en moet daarom als een theoretische verwachting worden gelezen.

IBM positioneert de aankondiging als het begin van het zogenoemde ångström-tijdperk in de chipindustrie. Daarmee verwijst de sector naar productietechnologieën die niet langer in nanometers, maar in ångström worden aangeduid. De stap brengt IBM bovendien nadrukkelijker in beeld naast chipfabrikanten en foundrybedrijven zoals TSMC, Samsung en Intel .

Geen eigen fabriek, maar licenties aan productiepartners

IBM heeft geen eigen netwerk van chipfabrieken voor grootschalige productie. Het bedrijf wil NanoStack daarom in licentie geven aan productiepartners en foundries. Dat sluit aan bij IBM's eerdere strategie om belangrijke halfgeleiderinnovaties via samenwerkingen naar de markt te brengen .

De onderneming heeft daarnaast een langetermijnroute uitgestippeld richting nodes van 0,1 nanometer, oftewel 1 ångström . Of zulke doelen technisch en economisch haalbaar zijn, hangt af van verdere onderzoeksresultaten, productieopbrengsten en de bereidheid van partners om in de benodigde fabrieken te investeren.

De belangrijkste kanttekening

NanoStack is voorlopig een onderzoeksdoorbraak, geen chiptechnologie die al op grote schaal wordt geproduceerd. De genoemde prestatiewinst, energiebesparing en AI-capaciteit zijn IBM-prognoses voor een onderzoeksproces. Ook de termijn van ongeveer vijf jaar is een verwachting en hangt af van licentiepartners en de overstap van een prototype naar betrouwbare massaproductie.

Huiming Bu, IBM's vicepresident voor wereldwijd onderzoek en ontwikkeling op het gebied van halfgeleiders, vatte de ambitie als volgt samen: “NanoStack is niet één innovatie. Het is een deviceplatform dat opschaling nog een decennium mogelijk kan maken. We maken het klaar voor productie.”

Bijna 100 miljard transistors op vingernagelformaat

IBM zegt dat de 0,7-nanometertechnologie bijna 100 miljard transistors op een chip ter grootte van een vingernagel kan onderbrengen. Dat is ongeveer twee keer zoveel als bij IBM's 2-nanometertechnologie, die het bedrijf in 2021 presenteerde .

Volgens IBM kunnen chips met deze architectuur, vergeleken met die 2-nanometerbasis, tot 50% hogere prestaties leveren of tot 70% energie-efficiënter werken . Het zijn nadrukkelijk prognoses op basis van onderzoeksresultaten, geen cijfers van commercieel verkrijgbare producten.

Ook het ingebouwde SRAM-geheugen — snel geheugen dat direct naast de rekenlogica zit — zou profiteren. IBM rapporteert een verbetering van 40% in SRAM-scaling. De resultaten werden gepubliceerd tijdens het Symposium on VLSI Technology van 2026 en worden door IBM omschreven als de grootste verbetering in geheugendichtheid in meer dan tien jaar .

Wat is er nieuw aan NanoStack?

Bij traditionele chiparchitecturen worden transistors vooral naast elkaar op een vlak oppervlak geplaatst. Eerdere generaties, zoals FinFET- en nanosheet-ontwerpen, probeerden die structuren steeds verder te verkleinen. NanoStack kiest voor een derde dimensie: nanosheet-transistors worden met behulp van wafer bonding — het aan elkaar hechten van dunne halfgeleiderwafers — verticaal opgestapeld .

De aanpak werkt als een variant van een complementary field-effect transistor, kortweg CFET. Daarbij worden een n-type transistor en een p-type transistor boven elkaar geplaatst in plaats van naast elkaar. Dat bespaart chipoppervlak en verkort de afstand waarover elektrische signalen tussen de transistors moeten reizen .

IBM beschrijft NanoStack als een universeel raamwerk voor het rangschikken van transistors . De lagen worden bovendien niet simpelweg exact boven elkaar geplaatst; ze zijn ten opzichte van elkaar verschoven. Die opbouw moet helpen om de beschikbare ruimte efficiënter te benutten .

IBM heeft een werkend prototype op het 0,7-nanometerniveau gedemonstreerd. Het bedrijf noemt dit de eerste publieke demonstratie van werkende CMOS-logica onder 1 nanometer .

Waarom is dit belangrijk voor AI?

De ontwikkeling komt op een moment waarop AI-systemen steeds meer rekenkracht en energie vragen. Kleinere en dichter opeengepakte transistors kunnen in theorie meer berekeningen uitvoeren op hetzelfde oppervlak, terwijl het energieverbruik per berekening daalt.

IBM schat dat AI-versnellers op basis van 7A-technologie theoretisch ongeveer 7.000 TOPS kunnen halen — biljoenen bewerkingen per seconde — tegenover ongeveer 1.500 TOPS bij huidige geavanceerde nodes. Dat zou neerkomen op een verbetering van ongeveer 4,7 keer . Deze schatting is geen onafhankelijke test van een commercieel product en moet daarom als een theoretische verwachting worden gelezen.

IBM positioneert de aankondiging als het begin van het zogenoemde ångström-tijdperk in de chipindustrie. Daarmee verwijst de sector naar productietechnologieën die niet langer in nanometers, maar in ångström worden aangeduid. De stap brengt IBM bovendien nadrukkelijker in beeld naast chipfabrikanten en foundrybedrijven zoals TSMC, Samsung en Intel .

Geen eigen fabriek, maar licenties aan productiepartners

IBM heeft geen eigen netwerk van chipfabrieken voor grootschalige productie. Het bedrijf wil NanoStack daarom in licentie geven aan productiepartners en foundries. Dat sluit aan bij IBM's eerdere strategie om belangrijke halfgeleiderinnovaties via samenwerkingen naar de markt te brengen .

De onderneming heeft daarnaast een langetermijnroute uitgestippeld richting nodes van 0,1 nanometer, oftewel 1 ångström . Of zulke doelen technisch en economisch haalbaar zijn, hangt af van verdere onderzoeksresultaten, productieopbrengsten en de bereidheid van partners om in de benodigde fabrieken te investeren.

De belangrijkste kanttekening

NanoStack is voorlopig een onderzoeksdoorbraak, geen chiptechnologie die al op grote schaal wordt geproduceerd. De genoemde prestatiewinst, energiebesparing en AI-capaciteit zijn IBM-prognoses voor een onderzoeksproces. Ook de termijn van ongeveer vijf jaar is een verwachting en hangt af van licentiepartners en de overstap van een prototype naar betrouwbare massaproductie.

Huiming Bu, IBM's vicepresident voor wereldwijd onderzoek en ontwikkeling op het gebied van halfgeleiders, vatte de ambitie als volgt samen: “NanoStack is niet één innovatie. Het is een deviceplatform dat opschaling nog een decennium mogelijk kan maken. We maken het klaar voor productie.”