IBM 发布新型芯片架构，有望将摩尔定律再延长十年
IBM 近日宣布研发出一种采用纳米堆叠（nanostack）架构的芯片原型，在指甲盖大小的面积上集成了约 1000 亿个晶体管，密度是 2021 年上一代技术的两倍。该设计通过垂直堆叠两层晶体管实现，有望在未来十年内推动更快、更节能的计算机发展。
突破物理极限的新思路
过去半个多世纪，芯片制造商一直遵循摩尔定律——通过缩小晶体管尺寸来增加芯片上的晶体管数量。然而，近十五年来，晶体管尺寸已逼近量子力学干扰的极限（仅几十纳米），无法继续缩小。为此，行业开始转向“向上发展”的堆叠策略。IBM 的纳米堆叠架构正是这一思路的具体实践：在硅芯片上垂直堆叠两层晶体管。
IBM 研究总监 Jay Gambetta 在周二新闻发布会上表示：“这不仅仅是渐进的一步，而是有意义的飞跃。”技术分析公司 TechInsights 副主席 Dan Hutcheson 评价道：“这绝对是变革性的，它给路线图增添了十到十五年的寿命。”
性能与能效的双重提升
与 IBM 2021 年公布的上一代架构相比，新芯片在相同时间内可完成多达 50% 的工作，能效提升高达 70%。该架构提供了一种通用的晶体管布局方式，IBM 将与半导体制造商合作生产实际芯片。预计芯片设计人员将把该设计应用于多种芯片类型，包括 GPU 和 CPU。
IBM 全球半导体研发副总裁 Huiming Bu 表示：“我期待与众多设计师讨论如何利用这项技术。”
层叠工艺：像做蛋糕一样造芯片
工程师像制作蛋糕一样逐层构建新芯片。首先在一层硅上制造晶体管，然后在上面放置另一层硅，再制造第二层晶体管。这种垂直堆叠的方法有效突破了传统平面布局的密度瓶颈。
产业影响与展望
Gambetta 预计，十年内采用纳米堆叠的芯片将在数据中心广泛应用，其能效提升有助于数据中心更好地管理能耗。随着 AI 和大数据对算力需求的激增，这种架构或将成为延续摩尔定律的关键技术之一。
