A indústria de semicondutores acaba de testemunhar um avanço significativo com a revelação do primeiro chip com tecnologia sub-1 nanômetro pela IBM. Este feito representa um marco crucial para um setor que tem lidado com os desafios inerentes aos limites físicos da miniaturização de componentes eletrônicos. Chips são peças fundamentais, presentes em computadores, eletrodomésticos, aparelhos de comunicação, sistemas de transporte e em toda a infraestrutura vital moderna.
O componente inédito da IBM, com menos de 1 nanômetro, consegue integrar cerca de 100 bilhões de transistores em um espaço diminuto, equivalente ao tamanho de uma unha. Essa densidade é quase o dobro daquela alcançada pelo chip de 2 nanômetros, que a própria IBM havia apresentado em 2021. A proeza é resultado de uma série de inovações em materiais e estruturas, como a arquitetura tridimensional de nanopilhas desenvolvida pela empresa, provando que é possível continuar aprimorando desempenho e eficiência, mesmo quando as dimensões dos chips se aproximam da escala atômica.
Relatórios técnicos divulgados apontam que o novo microprocessador entregará um aumento expressivo de capacidade. Estima-se até 50% mais desempenho ou uma eficiência energética 70% superior comparado aos chips de 2 nanômetros da IBM. Isso significa um impulso fundamental para aplicações avançadas como inteligência artificial generativa, infraestruturas de computação em nuvem e a próxima geração de eletrônicos de consumo, reforçando a posição do país na corrida tecnológica global e o impacto direto na velocidade de inovações que moldam nosso cotidiano.
Conforme Jay Gambetta, diretor de pesquisa da IBM, este último avanço no campo dos chips representa um feito histórico para a computação. Ele destacou que a tecnologia agora transcende a era do nanômetro, adentrando a escala atômica. Gambetta explicou que, com a nova arquitetura de nanopilhas, a empresa não se limita a reduzir o tamanho dos transistores, mas sim a repensar a construção dos chips para garantir maior potência e eficiência energética. O executivo ainda enfatizou que esta inovação é pioneira na indústria, dando sequência à tradição da IBM de liderar tecnologias de ponta e pavimentando o caminho para o futuro da computação.
Como a inovadora arquitetura nanostack está redefinindo o design dos chips
Para concretizar este avanço tecnológico, os cientistas da IBM criaram uma arquitetura de transistor completamente reformulada, conhecida como “nanostack”. Este é o primeiro projeto tridimensional de nanochapas divulgado na indústria. A abordagem nanostack constitui um salto considerável em relação à tecnologia de nanochapas existente, que já era o padrão de ponta e foi igualmente uma invenção da IBM. O desenho do nanostack organiza os transistores em pilhas verticais, utilizando a integração sequencial em 3D para alojar um número maior de componentes no mesmo espaço. Além disso, essa estrutura permite a aplicação de diferentes materiais em cada camada, otimizando individualmente o desempenho e a eficiência energética de cada transistor.
A validação experimental da arquitetura de nanopilhas da IBM ocorreu por meio de colagem dielétrica ultrafina na integração CMOS. Isso incluiu a demonstração da capacidade de engenharia de canal duplo e a operação eficaz de inversores CMOS, atingindo o desempenho de comutação previsto. Em sua totalidade, esses testes asseguram que a tecnologia de nanopilhas é viável para construção física e capaz de suportar operações de computação em cenários reais.
Adicionalmente, um estudo recente apresentado na VLSI 2026 mostrou que a arquitetura nanostack permite um aumento de 40% na escala de SRAM. Essa melhoria concede aos desenvolvedores de chips a liberdade de conceber componentes significativamente mais eficientes. Simultaneamente, ela atende às exigências de alta largura de banda de dados, cruciais para as cargas de trabalho avançadas de inteligência artificial.
Graças a essa estrutura revolucionária, a tecnologia de lógica agora pode se estender para além do patamar de 1 nanômetro pela primeira vez. Ela inaugura a era da miniaturização em escala angstrom, onde as medidas se aproximam das dimensões de átomos isolados. Embora os nós de transistores atualmente designem uma geração tecnológica de fabricação, e não uma dimensão física precisa, a inovação de 0,7 nanômetros da IBM, equivalente a 7 angstroms, comprova a viabilidade de uma miniaturização contínua. Com a introdução da nova arquitetura de nanopilhas, a IBM antecipa um futuro de pelo menos uma década de avanços na miniaturização de semicondutores.
Esta inovação reafirma a posição de liderança da IBM em pesquisa e desenvolvimento de semicondutores. Por várias décadas, a empresa tem sido pioneira global no desenvolvimento de chips que alimentam sistemas de computação. Sua trajetória inclui marcos como os primeiros semicondutores nos anos 1960 e o chip de 2 nanômetros. A IBM mantém-se na vanguarda, impulsionando a inovação em silício, hardware de inteligência artificial, lógica e processadores quânticos, com o objetivo de moldar o futuro da computação.
Este trabalho é conduzido pela IBM e seus colaboradores em Albany, Nova York, um dos principais polos de pesquisa em semicondutores. Este centro em breve receberá uma máquina de litografia ultravioleta extrema de alta abertura numérica (EUV de alta NA), um equipamento vital para a miniaturização de lógica futura. Desenvolvida pela ASML, essa tecnologia possibilita a impressão de circuitos com precisão inigualável, facilitando a criação de chips menores e mais potentes. A IBM, em parceria com empresas como Lam Research Corp., Tokyo Electron e SCREEN Semiconductor Solutions, Ltd., tem colaborado para desenvolver novos processos e ferramentas de EUV de alta NA que já resultaram em dispositivos operacionais.
Recentemente, a IBM divulgou planos para a criação da Anderon, que será a primeira fundição quântica especializada globalmente. A Anderon, operando de forma independente da IBM, capitalizará a expertise da empresa em computação quântica e semicondutores. O objetivo é fortalecer a posição dos Estados Unidos como um dos principais produtores mundiais de wafers quânticos.
A previsão é que a tecnologia de nanoestruturas seja implementada no nó sub-1 nanômetro o mais breve possível. A IBM projeta que a produção em larga escala pode ser uma realidade nos próximos cinco anos, consolidando a próxima fase da evolução tecnológica.
