IBM präsentiert weltweit ersten Chip unter 1 nm mit 100 Milliarden Transistoren auf Fingernagelgröße

IBM hat nach eigenen Angaben die weltweit erste Chip-Technologie vorgestellt, die Halbleiter kleiner als ein Nanometer produzieren kann. Die am Donnerstag angekündigte 0,7-Nanometer-Transistorarchitektur bringt rund 100 Milliarden Transistoren auf eine fingernagelgroße Fläche – etwa doppelt so dicht wie der 2-nm-Chip des Unternehmens von 2021. Der Durchbruch erfolgt inmitten des Wettlaufs der Halbleiterindustrie um Chips für KI-Rechenzentren, bei denen Energieeffizienz und Leistung entscheidend sind.

Eine neue 3D-Architektur

Der Schlüssel zur Verkleinerung ist ein Design, das IBM "Nanostack" nennt. Statt Transistoren flach auf einen Siliziumwafer zu legen, stapelt und versetzt der Ansatz sie vertikal mithilfe der 3D-Sequentiellen Integration. Dadurch können Ingenieure mehr Transistoren in dasselbe Volumen packen und durch unterschiedliche Materialkombinationen in jeder gestapelten Schicht Leistung und Verbrauch sogar individuell abstimmen. IBM hat die Architektur durch dielektrisches Bonden validiert und einen funktionierenden CMOS-Inverter demonstriert, was zeigt, dass die Struktur physisch gebaut werden kann und schaltet.

„Mit unserer neuen Nanostack-Architektur bauen wir nicht nur kleinere Transistoren, sondern erfinden die Art und Weise, wie Chips gebaut werden, neu, um deutlich mehr Leistung und Energieeffizienz zu liefern.“

Leistungs- und Effizienzgewinne

Laut IBM liefert der 0,7-nm-Knoten im Vergleich zur 2-nm-Generation bis zu 50 Prozent höhere Leistung oder bis zu 70 Prozent bessere Energieeffizienz. Das Unternehmen präsentierte auf der VLSI 2026 zudem Ergebnisse, die eine 40-prozentige Skalierung bei SRAM zeigen, dem schnellen On-Chip-Speicher, der für KI-Workloads entscheidend ist. Diese Fortschritte adressieren einen grundlegenden Zielkonflikt: Die Nachfrage nach mehr Rechenleistung trifft auf Energiebeschränkungen.

„Jeder will mehr Leistung, aber niemand will für den Strom bezahlen.“

IBM 2 nm (2021)50

IBM 0,7 nm (2026)100

IBM 2 nm (2021)

50 Milliarden

IBM 0,7 nm (2026)

100 Milliarden

Daten aus dem Artikeltext

Wettlauf der Industrie und Mooresches Gesetz

Die Ankündigung untermauert IBMs Position in einem Bereich, der von TSMC und Intel dominiert wird. TSMC hat kürzlich die Massenproduktion von 2-nm-Chips aufgenommen, während Intel letzte Woche mitteilte, dass sein 18A-Prozess (1,8 nm) in die Risikoproduktion gegangen ist. Die Branche stützt sich seit langem auf das Mooresche Gesetz, die Beobachtung, dass sich die Transistordichte etwa alle zwei Jahre verdoppelt. In den letzten Jahren haben Ingenieure auf 3D-Designs gesetzt, um diesen Trend am Leben zu erhalten. Der Analyst Dan Hutcheson von TechInsights bezeichnete den Fortschritt als "eine große Sache", die "im Grunde weitere 10 oder 15 Jahre auf die Roadmap bringe".

„Das ist eine große Sache. Es bringt im Grunde weitere 10 oder 15 Jahre auf die Roadmap.“

Weg zur Produktion

IBM stellt keine Chips selbst her. Das Unternehmen lizenziert seine Technologie an Partner wie Samsung und Japans Rapidus. IBM zufolge könnte die Produktion der 0,7-nm-Technologie innerhalb von fünf Jahren beginnen, allerdings wurde noch kein Fertigungspartner genannt. Die Chip-Forschung von IBM wird im Labor in Albany, New York, durchgeführt.