IBM dévoile la première puce sub-1nm au monde, embarquant 100 milliards de transistors sur une surface d'ongle

IBM a dévoilé ce qu'elle présente comme la première technologie de puce au monde capable de produire des semi-conducteurs de moins d'un nanomètre. L'architecture de transistors de 0,7 nanomètre (7 angströms), annoncée jeudi, embarque près de 100 milliards de transistors sur une surface de la taille d'un ongle, soit environ le double de la densité de sa puce 2 nm de 2021. Cette percée intervient alors que l'industrie des semi-conducteurs s'efforce de construire des puces pour les centres de données d'IA, où l'efficacité énergétique et les performances sont cruciales.

Une nouvelle architecture 3D

La clé de cette miniaturisation est une conception qu'IBM appelle « nanostack ». Au lieu de placer les transistors à plat sur une tranche de silicium, l'approche les empile et les décale verticalement grâce à une intégration séquentielle 3D. Cela permet aux ingénieurs de loger davantage de transistors dans le même volume et même d'ajuster les performances et la consommation en utilisant différentes combinaisons de matériaux dans chaque couche empilée. IBM a validé l'architecture par liaison diélectrique et a démontré un inverseur CMOS fonctionnel, prouvant que la structure peut être physiquement construite et peut commuter.

Avec notre nouvelle architecture nanostack, nous ne fabriquons pas seulement des transistors plus petits, nous réinventons la façon dont les puces sont construites pour offrir considérablement plus de puissance et d'efficacité énergétique.

Gains de performance et d'énergie

IBM indique que le nœud 0,7 nm offre jusqu'à 50 % de performance en plus ou jusqu'à 70 % de meilleure efficacité énergétique par rapport à sa génération 2 nm. L'entreprise a également présenté des résultats au VLSI 2026 montrant un facteur d'échelle de 40 % pour la SRAM, la mémoire rapide sur puce cruciale pour les charges de travail d'IA. Ces gains répondent à une tension centrale : la demande de puissance de calcul croissante se heurte aux contraintes énergétiques.

Tout le monde exige plus de performances, mais personne ne veut payer pour l'énergie.

Course industrielle et loi de Moore

Cette annonce renforce la position d'IBM dans un domaine dominé par TSMC et Intel. TSMC a récemment commencé la production en série de puces 2 nm, tandis qu'Intel a annoncé la semaine dernière que son procédé 18A (1,8 nm) passait en production à risque. L'industrie s'est longtemps appuyée sur la loi de Moore, l'observation selon laquelle la densité des transistors double environ tous les deux ans. Ces dernières années, les ingénieurs se sont tournés vers des conceptions 3D pour maintenir cette tendance. L'analyste Dan Hutcheson de TechInsights a qualifié cette avancée de « grosse affaire » qui « ajoute essentiellement 10 ou 15 ans à la feuille de route ».

C'est une grosse affaire. Cela ajoute essentiellement 10 ou 15 ans à la feuille de route.

Chemin vers la production

IBM ne fabrique pas elle-même ses puces. Elle concède ses technologies sous licence à des partenaires comme Samsung et le japonais Rapidus. L'entreprise indique que la production de la technologie 0,7 nm pourrait commencer d'ici cinq ans, bien qu'aucun partenaire de fabrication n'ait encore été annoncé. Les recherches sur les puces d'IBM sont menées dans son laboratoire d'Albany, New York.