IBM、世界初の0.7ナノ半導体技術を発表、トランジスタ1000億個集積

　米IBMが発表した0.7ナノメートル（7オングストローム）世代の半導体技術は、従来の平面的な回路微細化が抱える物理的限界を打破する設計を採用している。同社が「ナノスタック」と呼称する新たなトランジスタアーキテクチャは、素子を平面的に配置する従来の手法を改め、垂直方向の3次元に積層する構造を持つ。この立体的な設計により、爪先ほどの限られたチップ面積に約1000億個のトランジスタを集積させた。

　同社が2021年に公開した2ナノメートル世代の半導体技術と比較すると、トランジスタの集積密度は約2倍に達する。同じ消費電力の下では処理性能が最大50%向上し、同等の処理性能を維持した場合はエネルギー消費を最大70%削減できる。近年、生成AIをはじめとする高度なAIモデルの開発競争が激化しており、データセンターにおける電力消費の急増が世界的な課題となっている。IBMの新技術は、こうした巨大な計算リソースに伴う電力・排熱問題を物理面から解決する基盤技術として位置付けられている。


　半導体業界全体を取り巻く微細化競争は現在、2ナノメートル以下の領域を巡って各社がしのぎを削っている。米インテルが1.8ナノメートル相当の次世代製造プロセス「18A」のリスク生産移行を発表し、台湾のTSMCや韓国のサムスン電子も1.6ナノメートルから1.4ナノメートル世代の量産計画を打ち出している。トランジスタのゲート長が極限まで短縮され、回路からの電流の漏出を防ぐことが極めて困難になる中、IBMは競合他社に先駆けて1ナノメートル未満の領域での動作実証を完了させた。

　今回の技術発表において、IBMは具体的な量産を担う製造パートナー企業名を明らかにしていない。過去には国産半導体の量産を目指す日本のラピダスと2ナノメートル以降の最先端プロセスで提携を結ぶなどの動きを見せているが、今回の0.7ナノメートル技術がどこで製造されるかは未定である。IBMリサーチのジェイ・ガンベッタ氏は、このナノスタック構造を半導体の構築方法を根本から変革する技術だと説明した。同社は実用化に向けた開発を継続し、今後5年以内をめどに量産体制への移行を目指す。