IBM發佈0.7納米芯片技術：性能提升50%，能效提升70%

IBM(IBM.N)週四公佈新一代芯片製造技術，宣佈實現全球首項可製造1納米以下芯片的突破，並預計該技術將在未來五年內具備量產條件。

在人工智能推動算力需求快速增長、電力成本成爲數據中心重要瓶頸的背景下，這項技術有望進一步提升芯片性能與能效。消息公佈後，IBM盤前股價一度上漲逾6%，不過今年以來累計仍下跌約11%。

此次發佈的芯片採用0.7納米晶體管架構，即7埃，被IBM定義爲全球首個突破1納米門檻的芯片製造技術。目前，臺積電已量產約2納米制程芯片，英特爾(INTC.O)上週則表示，其18A工藝已進入風險試產階段，對應約1.8納米技術。

IBM表示，新工藝可在指甲大小的芯片上集成近1000億個晶體管，晶體管密度約爲公司2021年發佈2納米技術的兩倍，可帶來最高50%的計算性能提升，或最高70%的能效提升。

支撐這一突破的是IBM開發的新型“Nanostack（納米堆疊）”晶體管架構。與傳統平面排列方式不同，該方案採用三維垂直堆疊設計，在相同面積內容納更多晶體管，提高芯片集成度。IBM Research負責人傑伊·甘貝塔（Jay Gambetta）表示：

“藉助全新的Nanostack架構，我們不僅實現了更小尺寸的晶體管，更重新定義了芯片的構建方式，從而帶來顯著更高的計算性能和能源效率。”

隨著全球持續建設AI數據中心，供電已成爲行業面臨的重要約束，高功耗AI芯片甚至導致部分數據中心項目因難以獲得價格合理的電力而推遲建設。IBM認爲，新技術能夠緩解這一問題。

儘管IBM早已退出芯片製造業務，不再自行生產和銷售芯片，但其位於紐約州奧爾巴尼的實驗室仍持續開展半導體工藝研發，並通過技術授權與製造商合作。此前，三星電子(005930.KS)和日本Rapidus均獲得過IBM相關芯片技術授權。

IBM同時表示，這項技術有望讓芯片持續微縮的發展趨勢再延續約10年。長期以來，行業依賴不斷提升晶體管密度來提高計算性能，這一規律被稱爲“摩爾定律”。

近年來，由於製造成本持續攀升，繼續縮小晶體管尺寸帶來的成本優勢已明顯減弱，包括英偉達(NVDA.O)首席執行官黃仁勳等業內人士曾公開表示“摩爾定律已死”。不過，IBM認爲，現在下這一結論仍爲時過早。

Nanostack也是近年來三維晶體管技術演進的最新成果。此前，臺積電和英特爾已採用由IBM率先研發的納米片晶體管（Nanosheet Transistor）結構，而IBM此次進一步將兩片採用納米片結構的晶圓上下倒置貼合，通過垂直連接兩類晶體管，在更小空間內實現更高集成密度。

行業分析人士普遍認爲，這項技術具有重要意義，但未來仍需面對其他技術路線的競爭。

TechInsights分析師丹·哈奇森（Dan Hutcheson）表示：“這是一個重大突破，它基本上將芯片路線圖再延長了10到15年。”

他同時指出，比利時研究機構Imec支持的另一種逐層堆疊三維方案同樣受到多家芯片製造商關注，但該工藝可能更容易出現製造缺陷。相比之下，IBM的方法“能夠獲得性能更強、速度更快、功耗更低的晶體管，這是一項相當具有革命性的突破”。

Moor Insights & Strategy分析師帕特里克·穆爾黑德（Patrick Moorhead）認爲，目前仍需觀察哪些廠商最終採用IBM技術，以及誰能率先實現商業化，但此次發佈至少說明，關於“摩爾定律已死”的判斷被誇大了。

穆爾黑德表示：“這表明，我們不會像過去總擔心的那樣，很快就耗盡技術發展的動力。”