У традиційних конструкціях транзистори переважно намагаються ущільнювати на площині. NanoStack використовує інший підхід: наносмужки з транзисторами розміщують одна над одною у тривимірній структурі, зокрема за допомогою з’єднання пластин — wafer bonding .
Архітектура є різновидом комплементарного польового транзистора (CFET). У ній транзистори n-типу та p-типу розташовані не поруч, а вертикально один над одним. Це дає змогу заощадити площу кристала та скоротити відстань, яку проходять електричні сигнали між компонентами .
IBM називає NanoStack «універсальною платформою» для компонування транзисторів . Компанія також продемонструвала працездатний прототип на вузлі 0,7 нм — першу публічну демонстрацію функціональної CMOS-логіки менш як 1 нм .
Щільніше розміщення транзисторів і компактніша SRAM особливо важливі для прискорювачів штучного інтелекту, яким потрібно швидко обробляти великі обсяги даних.
IBM оцінює, що AI-прискорювачі на базі 7A-чипів теоретично можуть досягати близько 7000 TOPS — трильйонів операцій за секунду — проти приблизно 1500 TOPS у сучасних передових технологій. Це відповідало б зростанню приблизно у 4,7 раза . Однак цей показник також є прогнозом, а не характеристикою готового продукту.
Компанія позиціонує розробку як внесок у так звану «ангстремну еру» виробництва чипів — наступний етап після нанометрових технологічних вузлів . Водночас IBM прагне посилити свої позиції у конкуренції з лідерами контрактного виробництва, зокрема TSMC, Samsung та Intel .
IBM прямо зазначає, що технологія перебуває на стадії досліджень. Компанія очікує, що її партнери зможуть перейти до комерційного виробництва приблизно через п’ять років .
IBM не має власної мережі фабрик для масового виробництва чипів. Тому компанія планує ліцензувати дизайн NanoStack виробникам напівпровідників і контрактним фабрикам — це відповідає її багаторічній моделі комерціалізації технологічних розробок через партнерства . У довгостроковій перспективі IBM також окреслила шлях до вузлів 0,1 нм, або 1 ангстрема .
Отже, нинішнє оголошення — передусім дослідницький рубіж, а не сигнал про появу 0,7-нм процесорів на ринку найближчим часом. Реальні строки залежатимуть від того, чи вдасться перенести прототипну архітектуру у стабільне, масштабоване й економічно виправдане виробництво.
Як заявив Хуімін Бу, віцепрезидент IBM із глобальних досліджень у сфері напівпровідників: «NanoStack — це не одна інновація. Це платформа пристроїв, яка може забезпечити масштабування в майбутньому ще на десятиліття. Ми готуємо її до виробництва» .