IBM 突破物理極限 研發 0.7nm Nanostack 3D 晶片架構

超越 2nm！IBM 發表全球首款 0.7nm 晶片 效能提升達 50%

當全球焦點仍然放喺台積電（TSMC）同三星（Samsung）嘅 2nm 晶片量產戰之際，美國科技巨頭 IBM 率先拋出震撼彈，宣佈成功研發出全球首款小於 1 納米（sub-1 nm）嘅晶片技術。呢款達到 0.7nm（即 7 埃米，Angstrom）節點嘅晶片，成功突破現有半導體微縮技術嘅物理極限，為未來十年嘅晶片發展定下新標準。

突破極限嘅核心： Nanostack 3D 架構

要將電晶體縮細到原子級別，傳統嘅平面排列方式已經行唔通。IBM 喺 2021 年曾經發表 2nm 晶片所使用嘅「納米片」（Nanosheet）技術，而今次嘅 0.7nm 晶片就係基於呢個基礎再進化，推出名為「Nanostack」嘅 3D 晶片架構。

具體嚟講，Nanostack 架構放棄咗以往平面平鋪嘅做法，改為將電晶體以垂直方式堆疊同交錯排列。根據 IBM 公佈嘅技術細節：

• 納米片結構： 每一個電晶體包含三塊納米片。
• 極限尺寸： 每塊納米片厚度只有大約 5nm，互相之間相距約 9nm。
• 原子級別： 從微觀角度去睇，每塊納米片其實只係由 15 排矽原子組成。

呢種 3D 空間利用方式，大幅提高咗電晶體嘅密度，亦解鎖咗喺每個堆疊層入面使用唔同物料組合嘅可能性，令每個電晶體嘅效能同能源效益都可以獨立優化。

效能大躍進：0.7nm vs 2nm 數據比較

採用 Nanostack 架構後，IBM 成功將接近 1,000 億個電晶體密集地裝入一塊只有指甲大小嘅晶片入面，密度幾乎係上一代 2nm 晶片嘅兩倍。對於一般用家同企業嚟講，電晶體數量增加直接對應住運算能力同能源效益嘅提升。

以下係 0.7nm 晶片同 2nm 晶片嘅主要預期數據比較：

除此之外，喺 2026 年嘅 VLSI 研討會上，IBM 研究人員亦指出 Nanostack 架構能夠為靜態隨機存取記憶體（SRAM）帶嚟 40% 嘅微縮比例。SRAM 面積縮細意味住晶片設計師可以創造出更高效率嘅晶片，同時應付生成式 AI 等高頻寬數據運算嘅龐大需求。

對全球半導體市場嘅影響與量產時間表

雖然 IBM 喺晶片設計同研發上取得重大技術突破，但距離真正應用落智能手機或者電腦仲有一段時間。

1. 預計量產時間：最快需時五年

IBM 估計，Nanostack 晶片最快需要大約五年時間（即預計 2031 年左右）先可以進入大規模量產階段。回顧歷史，IBM 喺 2021 年率先展示 2nm 技術，但將技術商業化嘅任務就交由合作夥伴負責。例如日本晶片製造商 Rapidus 目前正同 IBM 合作，目標係喺 2027 年下半年大規模生產 2nm 晶片。因此，外界評估呢個「五年量產 0.7nm」嘅目標相當進取。

2. 亞洲區代工廠嘅競爭壓力

對中港台以至亞洲區嘅讀者而言，台灣嘅台積電（TSMC）同韓國嘅三星（Samsung）目前依然掌握住全球最先進嘅晶片代工產能。IBM 今次嘅 0.7nm 發佈，更多係向業界展示技術可行性，證明摩爾定律（Moore's Law）喺未來十年依然有效。呢項技術展示無疑會為整個代工市場帶來長遠嘅競爭壓力，推動各間廠商加快步伐推進「埃米級」製程嘅研發。

總結

IBM 發表嘅 0.7nm Nanostack 晶片技術，透過 3D 垂直堆疊方式，成功解決咗晶片微縮過程中遇到嘅物理樽頸。雖然距離實際投入消費市場仲有最少五年嘅漫長等待，但呢項技術已經為整個半導體產業定下清晰嘅發展方向，確保未來嘅科技產品能夠喺唔增加耗電嘅情況下，繼續大幅提升運算效能。對於需要處理龐大數據嘅 AI 應用同雲端基建嚟講，呢類底層硬件嘅突破絕對係不可或缺嘅一環。