Kiến trúc NanoStack hoạt động như thế nào

Kiến trúc mới của IBM, được gọi là NanoStack, hoạt động ở nút 0,7 nm (7 angstrom) — nút bóng bán dẫn nhỏ nhất từng được công bố công khai . Cải tiến chính là xếp chồng bóng bán dẫn ba chiều: thay vì chỉ thu nhỏ bóng bán dẫn trong mặt phẳng X/Y (như ngành công nghiệp đã làm trong hơn 60 năm), NanoStack khai thác trục Z bằng cách xếp chồng các bóng bán dẫn dạng tấm nano theo chiều dọc bằng cách sử dụng phương pháp wafer bonding . Điều này cho phép IBM tăng gần gấp đôi mật độ bóng bán dẫn so với chip 2 nm năm 2021 của họ . Nguyên mẫu chứa ~100 tỷ bóng bán dẫn trên một tấm silicon có kích thước bằng móng tay . IBM đã xác nhận một nguyên mẫu logic CMOS hoạt động tại nhà máy nghiên cứu Albany của mình và đã vạch ra lộ trình tiếp tục thu nhỏ đến tận 0,1 nm .

Những cải thiện về hiệu suất đã hứa hẹn

IBM tuyên bố kiến trúc NanoStack sẽ mang lại:

• Mật độ bóng bán dẫn tăng gần gấp đôi so với các thiết kế 2 nm .
• Lợi ích to lớn về mật độ tính toán AI, có khả năng thay đổi kinh tế của các trung tâm dữ liệu AI bằng cách cho phép nhiều sức mạnh tính toán hơn trên mỗi milimét vuông .
• Một nền tảng cho ít nhất một thập kỷ thu nhỏ bán dẫn nữa trước khi chạm đến các giới hạn nguyên tử cơ bản .

Phản ứng của nhà phân tích và thay đổi mục tiêu giá

Sự đồng thuận giữa 16 nhà phân tích tính đến ngày 26/6 là xếp hạng Mua: 31% Mua mạnh, 38% Mua, 31% Nắm giữ . Một số nhà phân tích coi đột phá chip là một tín hiệu tích cực dài hạn cho vị thế điện toán AI của IBM và tiềm năng doanh thu từ cấp phép, nhưng lưu ý rằng động cơ doanh thu ngắn hạn (phần mềm) vẫn đang được xây dựng .

Tại sao đây là một cột mốc nghiên cứu, không phải là sản phẩm ngắn hạn

Chưa có đối tác sản xuất. IBM không công bố bộ xử lý thương mại hoặc đối tác xưởng đúc cho NanoStack. IBM cấp phép công nghệ quy trình của mình cho các đối tác xưởng đúc — họ không trực tiếp sản xuất hoặc bán chip thương mại . Nếu không có đối tác được cấp phép, vẫn chưa có lộ trình sản xuất.

Lộ trình sản xuất ~5 năm. Bản thân IBM cho biết việc áp dụng thương mại sớm nhất của NanoStack ở quy mô lớn là khoảng năm năm nữa . Một báo cáo lưu ý rằng ngay cả sau khi bắt đầu sản xuất, "việc phổ biến thị trường đúng cách" có thể mất thêm năm năm nữa .

Cột mốc trong phòng thí nghiệm, không phải quy trình đã được chứng nhận. Nguyên mẫu đã được trình diễn tại nhà máy nghiên cứu Albany của IBM và "vẫn là một cột mốc trong phòng thí nghiệm chứ không phải là một quy trình đã được chứng nhận" . Những thách thức kỹ thuật đáng kể vẫn còn ở khâu năng suất, quản lý nhiệt và tích hợp kỹ thuật quang khắc High NA EUV trước khi nút này có thể được sản xuất ở quy mô lớn .

Mô hình lịch sử nhất quán của IBM. Nghiên cứu bán dẫn của IBM tuân theo một mô hình đã được thiết lập: các thông báo kiến trúc lớn sau đó là lộ trình dài để thương mại hóa, với công nghệ cuối cùng được cấp phép cho các đối tác như Samsung và GlobalFoundries, chứ không phải được bán dưới dạng chip mang thương hiệu IBM . Chip 2nm của họ đã được công bố vào tháng 5/2021, và chỉ bây giờ, năm năm sau, những sản phẩm đầu tiên mới được kỳ vọng thông qua quan hệ đối tác Rapidus của Nhật Bản .

Kết luận

Các nhà phân tích đánh giá rộng rãi NanoStack là một thành tựu nghiên cứu đáng tin cậy và quan trọng, xác nhận sự liên quan liên tục của IBM trong R&D bán dẫn. Nhưng họ cảnh báo rằng biến động ngắn hạn của cổ phiếu được thúc đẩy nhiều hơn bởi tâm lý thị trường và sự nâng hạng của JPMorgan hơn là bất kỳ tác động doanh thu sắp xảy ra nào từ công nghệ này . Đối với các nhà đầu tư, thông báo về NanoStack là một tín hiệu dài hạn — chứ không phải là chất xúc tác cho thu nhập ngắn hạn.

Kiến trúc NanoStack hoạt động như thế nào

Kiến trúc mới của IBM, được gọi là NanoStack, hoạt động ở nút 0,7 nm (7 angstrom) — nút bóng bán dẫn nhỏ nhất từng được công bố công khai . Cải tiến chính là xếp chồng bóng bán dẫn ba chiều: thay vì chỉ thu nhỏ bóng bán dẫn trong mặt phẳng X/Y (như ngành công nghiệp đã làm trong hơn 60 năm), NanoStack khai thác trục Z bằng cách xếp chồng các bóng bán dẫn dạng tấm nano theo chiều dọc bằng cách sử dụng phương pháp wafer bonding . Điều này cho phép IBM tăng gần gấp đôi mật độ bóng bán dẫn so với chip 2 nm năm 2021 của họ . Nguyên mẫu chứa ~100 tỷ bóng bán dẫn trên một tấm silicon có kích thước bằng móng tay . IBM đã xác nhận một nguyên mẫu logic CMOS hoạt động tại nhà máy nghiên cứu Albany của mình và đã vạch ra lộ trình tiếp tục thu nhỏ đến tận 0,1 nm .

Những cải thiện về hiệu suất đã hứa hẹn

IBM tuyên bố kiến trúc NanoStack sẽ mang lại:

• Mật độ bóng bán dẫn tăng gần gấp đôi so với các thiết kế 2 nm .
• Lợi ích to lớn về mật độ tính toán AI, có khả năng thay đổi kinh tế của các trung tâm dữ liệu AI bằng cách cho phép nhiều sức mạnh tính toán hơn trên mỗi milimét vuông .
• Một nền tảng cho ít nhất một thập kỷ thu nhỏ bán dẫn nữa trước khi chạm đến các giới hạn nguyên tử cơ bản .

Phản ứng của nhà phân tích và thay đổi mục tiêu giá

Sự đồng thuận giữa 16 nhà phân tích tính đến ngày 26/6 là xếp hạng Mua: 31% Mua mạnh, 38% Mua, 31% Nắm giữ . Một số nhà phân tích coi đột phá chip là một tín hiệu tích cực dài hạn cho vị thế điện toán AI của IBM và tiềm năng doanh thu từ cấp phép, nhưng lưu ý rằng động cơ doanh thu ngắn hạn (phần mềm) vẫn đang được xây dựng .

Tại sao đây là một cột mốc nghiên cứu, không phải là sản phẩm ngắn hạn

Chưa có đối tác sản xuất. IBM không công bố bộ xử lý thương mại hoặc đối tác xưởng đúc cho NanoStack. IBM cấp phép công nghệ quy trình của mình cho các đối tác xưởng đúc — họ không trực tiếp sản xuất hoặc bán chip thương mại . Nếu không có đối tác được cấp phép, vẫn chưa có lộ trình sản xuất.

Lộ trình sản xuất ~5 năm. Bản thân IBM cho biết việc áp dụng thương mại sớm nhất của NanoStack ở quy mô lớn là khoảng năm năm nữa . Một báo cáo lưu ý rằng ngay cả sau khi bắt đầu sản xuất, "việc phổ biến thị trường đúng cách" có thể mất thêm năm năm nữa .

Cột mốc trong phòng thí nghiệm, không phải quy trình đã được chứng nhận. Nguyên mẫu đã được trình diễn tại nhà máy nghiên cứu Albany của IBM và "vẫn là một cột mốc trong phòng thí nghiệm chứ không phải là một quy trình đã được chứng nhận" . Những thách thức kỹ thuật đáng kể vẫn còn ở khâu năng suất, quản lý nhiệt và tích hợp kỹ thuật quang khắc High NA EUV trước khi nút này có thể được sản xuất ở quy mô lớn .

Mô hình lịch sử nhất quán của IBM. Nghiên cứu bán dẫn của IBM tuân theo một mô hình đã được thiết lập: các thông báo kiến trúc lớn sau đó là lộ trình dài để thương mại hóa, với công nghệ cuối cùng được cấp phép cho các đối tác như Samsung và GlobalFoundries, chứ không phải được bán dưới dạng chip mang thương hiệu IBM . Chip 2nm của họ đã được công bố vào tháng 5/2021, và chỉ bây giờ, năm năm sau, những sản phẩm đầu tiên mới được kỳ vọng thông qua quan hệ đối tác Rapidus của Nhật Bản .

Kết luận

Các nhà phân tích đánh giá rộng rãi NanoStack là một thành tựu nghiên cứu đáng tin cậy và quan trọng, xác nhận sự liên quan liên tục của IBM trong R&D bán dẫn. Nhưng họ cảnh báo rằng biến động ngắn hạn của cổ phiếu được thúc đẩy nhiều hơn bởi tâm lý thị trường và sự nâng hạng của JPMorgan hơn là bất kỳ tác động doanh thu sắp xảy ra nào từ công nghệ này . Đối với các nhà đầu tư, thông báo về NanoStack là một tín hiệu dài hạn — chứ không phải là chất xúc tác cho thu nhập ngắn hạn.