IBM revendique la première technologie au monde de puces inférieures à 1 nanomètre pour les centres de données d'IA, avec près de 100 milliards de transistors, grâce à la technologie « nanostack »

IBM revendique la première technologie au monde de puces inférieures à 1 nanomètre pour les centres de données d’IA, avec près de 100 milliards de transistors, grâce à la technologie « nanostack »

IBM a dévoilé la première technologie au monde capable de fabriquer des micropuces de moins de 1 nanomètre. Depuis des décennies, les fabricants de puces s’efforcent de concentrer davantage de puissance de calcul dans des espaces plus réduits – une tendance connue sous le nom de loi de Moore. La nouvelle architecture à 0,7 nanomètre (ou 7 angströms) d’IBM permet à l’entreprise de rivaliser avec des géants de la fabrication sous contrat tels qu’Intel et TSMC. Pour atteindre des tailles inférieures au nanomètre, IBM a développé une conception de transistor exclusive appelée « nanostack ». Au lieu de disposer les transistors à plat les uns à côté des autres sur une puce, la conception « nanostack » les empile verticalement en trois dimensions.

International Business Machines Corporation, opérant sous le nom d'IBM (surnommée « Big Blue »), est une multinationale américaine du secteur des technologies dont le siège social est situé à Armonk, dans l'État de New York, et qui est présente dans plus de 175 pays. Il s'agit d'une société cotée en bourse qui figure parmi les 30 entreprises composant l'indice Dow Jones Industrial Average. IBM est la plus grande organisation de recherche industrielle au monde, avec 19 centres de recherche répartis dans une douzaine de pays ; pendant 29 années consécutives, de 1993 à 2021, elle a détenu le record du plus grand nombre de brevets américains déposés chaque année par une entreprise.

Comptant parmi les plus anciennes et les plus grandes entreprises technologiques au monde, IBM est à l’origine de plusieurs innovations technologiques, notamment le distributeur automatique de billets (DAB), la mémoire vive dynamique (DRAM), la disquette, le langage de balisage généralisé (XML), le disque dur, la carte à bande magnétique, la base de données relationnelle, le langage de programmation SQL et le code-barres UPC (Universal Product Code). L'entreprise s'est également imposée dans les domaines des puces informatiques de pointe, de l'informatique quantique, de l'intelligence artificielle et des infrastructures de données. Les employés et anciens collaborateurs d'IBM ont remporté diverses distinctions pour leurs recherches scientifiques et leurs inventions, dont six prix Nobel et six prix Turing.

Récemment, IBM a dévoilé la première technologie au monde capable de fabriquer des micropuces de moins de 1 nanomètre. Cette annonce intervient alors que les géants de la technologie se livrent à une course effrénée pour développer du matériel plus puissant, capable de gérer des charges de travail d’intelligence artificielle (IA) de plus en plus importantes. Depuis des décennies, les fabricants de puces s’efforcent de concentrer davantage de puissance de calcul dans des espaces plus réduits – une tendance connue sous le nom de loi de Moore. La nouvelle architecture à 0,7 nanomètre (ou 7 angströms) d’IBM permet à l’entreprise de rivaliser avec des géants de la fabrication sous contrat tels qu’Intel et TSMC.


Pour mettre cette avancée en perspective, Intel vient tout juste d’annoncer que son procédé en 1,8 nanomètre était entré en phase de tests de « production à risque ». La nouvelle technologie d’IBM réduit encore davantage la taille des composants, en intégrant près de 100 milliards de transistors sur une surface de la taille d’un ongle. Par rapport à la puce historique de 2 nanomètres d’IBM commercialisée en 2021, cette nouvelle architecture offrirait, selon l’entreprise, des performances de calcul supérieures de 50 % ou une efficacité énergétique accrue de 70 %.

Pour atteindre des tailles inférieures au nanomètre, IBM a développé une conception de transistor exclusive appelée « nanostack ». Au lieu de disposer les transistors à plat les uns à côté des autres sur une puce, la conception « nanostack » les empile verticalement en trois dimensions. « Avec notre nouvelle architecture nanostack, nous ne nous contentons pas de fabriquer des transistors plus petits, nous réinventons la façon dont les puces sont construites pour offrir une puissance et une efficacité énergétique nettement supérieures », a déclaré Jay Gambetta, directeur d’IBM Research.

Au-delà de la puissance de traitement brute, la technologie « nanostack » s’attaque à un goulot d’étranglement critique dans le calcul IA : la mémoire. Ce nouveau procédé réduit la taille des circuits de mémoire vive statique (SRAM) de pas moins de 40 %. Ce type spécifique de mémoire est très convoité par le secteur de l’IA et est utilisé dans les nouvelles puces Groq de Nvidia ainsi que dans le matériel de Cerebras Systems – deux entreprises qui s’appuient actuellement entièrement sur TSMC pour leur fabrication.

IBM estime que la production commerciale utilisant cette technologie pourrait débuter d’ici cinq ans. Bien qu’IBM conçoive ces plans de pointe, l’entreprise n’exploite pas ses propres usines commerciales. Elle a déjà concédé sous licence ses innovations en matière de puces à des fabricants mondiaux tels que Samsung et la société japonaise Rapidus.


Voici l'annonce d'IBM :

IBM dévoile la première technologie au monde de puces inférieures au nanomètre

IBM a dévoilé aujourd’hui une avancée majeure dans le domaine des semi-conducteurs avec le lancement de la première technologie de puce au monde inférieure à 1 nanomètre (nm), dotée d’une architecture de transistors révolutionnaire au niveau du nœud de 0,7 nm, soit 7 angströms. Cette réalisation marque un tournant historique pour un secteur confronté aux limites physiques de la miniaturisation traditionnelle des puces. Les semi-conducteurs jouent un rôle essentiel dans tous les domaines, de l’informatique aux appareils électroménagers, en passant par les dispositifs de communication, les systèmes de transport et les infrastructures critiques.

La nouvelle puce IBM inférieure à 1 nm intègre près de 100 milliards de transistors sur une puce de la taille d’un ongle, soit une densité près de deux fois supérieure à celle de la puce IBM à 2 nm dévoilée en 2021. Rendue possible par une série d’innovations structurelles et matérielles, notamment l’architecture tridimensionnelle révolutionnaire « nanostack » d’IBM, cette technologie démontre qu’il est toujours possible de réaliser des gains continus en termes de performances et d’efficacité, même lorsque les dimensions des composants des puces s’approchent de l’échelle atomique.

Les résultats techniques publiés indiquent que la nouvelle puce devrait offrir un bond en avant considérable en termes de capacités — jusqu’à 50 % de performances en plus, ou 70 % d’efficacité énergétique supérieure à celle des puces IBM à nœud de 2 nm —, dynamisant ainsi la puissance de calcul pour des applications allant de l’IA générative et des infrastructures cloud aux appareils électroniques de nouvelle génération.

Cette dernière avancée d’IBM en matière de puces marque un tournant historique dans l’informatique, propulsant la technologie au-delà de l’ère du nanomètre pour atteindre l’échelle atomique. « Avec notre nouvelle architecture Nanostack, nous ne nous contentons pas de fabriquer des transistors plus petits, nous réinventons la façon dont les puces sont construites pour offrir une puissance et une efficacité énergétique considérablement accrues », a déclaré Jay Gambetta, directeur d’IBM Research et IBM Fellow. « Cette innovation, une première dans le secteur, s’inscrit dans la lignée de l’engagement d’IBM en tant que leader des technologies de nouvelle génération et jette les bases de la prochaine ère de l’informatique.


Nanostack, une avancée majeure dans la conception des puces

Pour produire cette puce, les chercheurs d’IBM ont mis au point une architecture de transistors entièrement nouvelle, baptisée « nanostack », la première conception tridimensionnelle connue dans le secteur, basée sur des nanosheets. Le nanostack représente une avancée majeure par rapport à la technologie des nanosheets, l’architecture de pointe actuelle du secteur, inventée par IBM. La conception nanostack empile et décale verticalement les transistors, tirant parti de l’intégration séquentielle 3D pour intégrer davantage de transistors sur une même puce. Cette conception permet également d’utiliser différentes combinaisons de matériaux au sein de chaque couche empilée, optimisant ainsi les performances et l’efficacité énergétique de chaque transistor indépendamment des autres.

L’architecture « nanostack » d’IBM a été validée expérimentalement grâce à un collage diélectrique ultrafin dans le cadre de l’intégration CMOS, à la démonstration de la capacité d’ingénierie à double canal et au fonctionnement d’un inverseur CMOS avec les performances de commutation attendues. Ensemble, ces résultats confirment que la technologie « nanostack » peut être physiquement mise en œuvre et prend en charge des calculs réels.

De plus, dans le cadre de nouvelles recherches présentées lors de la conférence VLSI 2026, les chercheurs d’IBM ont démontré que l’architecture « nanostack » permettait une réduction d’échelle de 40 % dans la SRAM, offrant ainsi aux concepteurs de puces la possibilité de créer des puces bien plus efficaces tout en répondant aux exigences de bande passante élevée des charges de travail avancées en intelligence artificielle.

Grâce à cette structure révolutionnaire, la technologie logique peut, pour la première fois, s’étendre au-delà du nœud de 1 nm, marquant ainsi le début de l’ère de la miniaturisation à l’échelle de l’angström, où les dimensions s’approchent de celles des atomes individuels. Alors que les nœuds de transistors font désormais référence à une génération de technologie de fabrication plutôt qu’à une dimension physique exacte, la technologie 0,7 nm d’IBM — également appelée 7 angströms — démontre qu’une miniaturisation continue reste possible. Grâce à la nouvelle architecture « nanostack », la feuille de route d’IBM en matière de semi-conducteurs prévoit au moins une décennie de miniaturisation future.

S’appuyer sur des décennies de leadership en matière d’innovation dans les semi-conducteurs

Cette avancée est la dernière preuve en date du leadership d’IBM dans la R&D sur les semi-conducteurs. Depuis des décennies, IBM est à la pointe mondiale du développement des puces qui alimentent les systèmes informatiques, depuis les premiers semi-conducteurs des années 1960 jusqu’à la première puce au monde à nœud de 2 nm. IBM continue d’innover à la pointe de la technologie en matière de silicium, de matériel d’IA, de logique et de processeurs quantiques, développés pour alimenter l’avenir de l’informatique.

IBM et ses partenaires mènent ces travaux dans un centre de recherche de pointe dédié aux semi-conducteurs situé à Albany, dans l’État de New York, qui accueillera bientôt un outil de lithographie à ultraviolets extrêmes à haute ouverture numérique, essentiel pour l’avenir de la miniaturisation logique. Développée par ASML, cette technologie permet une impression ultra-précise des circuits, favorisant ainsi la création de puces plus petites et plus puissantes. IBM et ses partenaires, notamment Lam Research Corp., Tokyo Electron et SCREEN Semiconductor Solutions, Ltd., collaborent au développement de nouveaux procédés et outils EUV à haute ouverture numérique qui ont déjà permis de produire des dispositifs fonctionnels.


IBM a également annoncé récemment son intention de créer Anderon, la première fonderie quantique au monde spécialisée exclusivement dans ce domaine. Anderon, une société indépendante d’IBM, s’appuiera sur l’expertise de pointe d’IBM en matière d’informatique quantique et de semi-conducteurs pour contribuer à faire des États-Unis le principal fabricant mondial de plaquettes quantiques.

Compte tenu des perspectives d’adoption précoce de la technologie « nanostack » à l’échelle inférieure à 1 nm, IBM envisage une mise en production dès les cinq prochaines années.

Source : Annonce d'IBM

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