Nuova frontiera per i microchip: nanotecnologie e ricerca nel campo dei materiali portano IBM ad annunciare il primo chip a 2 nanometri

Dopo mesi nei quali il grande tema caldo globale era relativo alla crisi dei chip, arriva un annuncio che segna un balzo in avanti nell’industria dei semiconduttori: dai laboratori di ricerca IBM esce il primo microchip al mondo con tecnologia a 2 nanometri per il processo produttivo. Una notizia che promette di far fare un bel salto in avanti al settore dei microchip sul fronte delle performance e della sostenibilità, soprattutto in chiave efficienza energetica

Arrivano (o meglio, arriveranno) i chip a 2 nanometri. La notizia è fresca fresca ed è di quelle che, solitamente, fa fare un bel salto in avanti a tutta un’intera industria. In questo caso, quella dei semiconduttori (chip e microchip). Dai laboratori di IBM Research di Albany (la capitale dello stato di New York, USA) arriva un importante annuncio: lo sviluppo di un microchip con processo produttivo a 2 nanometri (nm), il primo al mondo. 

Il risultato è frutto del continuo miglioramento della cosiddetta silicon nanosheet technology, una tecnica che sfrutta nanofogli di silicio per creare la struttura dei transistor, la stessa che aveva già permesso ad IBM di portare a 5 nm il design dei microchip e che scende a 2 nm (in sostanza, un microchip delle dimensioni di un’unghia), con un design architetturale che consente di ospitare fino a 50 miliardi di transistor. 

L’aumento del numero di transistor nel nuovo chip a 2 nanometri genera una serie di impatti “a cascata”, non solo in termini di scalabilità ma anche nell’ambito dello sviluppo di processori di nuova generazione, consentendo per esempio aumentata capacità di elaborazione (sempre più richiesta per carichi di lavoro intensivi, come quelli che derivano dalle soluzioni di analisi avanzata dei dati e tecniche di intelligenza artificiale), nonché della sicurezza a livello di hardware (come la crittografia hardware).

Stando alle prime evidenze che emergono dal laboratorio di IBM ad Albany, il nuovo chip a 2 nanometri assicurerà il 45% in più di performance rispetto ai più avanzati chip di nodi da 7 nm in uso oggi, e potrebbe portare – a parità di prestazioni con i “vecchi chip” – ad una riduzione significativa (fino al 75% in meno) del consumo energetico.

Cosa questo significhi in termini pratici è riassumibile come segue:

  • durata della batteria di uno smartphone quadruplicata (potremmo arrivare a ricaricare il cellulare solo una volta ogni quattro giorni);
  • prestazioni superiori di un laptop grazie a funzioni molto più veloci (per esempio nell’elaborazione e nell’utilizzo di una applicazione oppure nell’accesso a risorse in cloud o via web); 
  • riduzione delle emissioni di CO2 a parità di consumi, ma anche minor consumo energetico a parità di prestazioni con i chip delle generazioni precedenti;
  • prestazioni più elevate a supporto di nuove applicazioni (per esempio nell’ambito dell’IoT e Intelligenza Artificiale, come le applicazioni per le auto a guida autonoma).

Il chip a 2 nanometri che segna oggi un avanzamento dello stato dell’arte della ricerca e della produzione di semiconduttori è frutto di un approccio collaborativo all’innovazione: gli scienziati di IBM lavorano a stretto contatto con i ricercatori dell’Albany Nanotech Complex ed un ancora più ampio ecosistema di partner del settore pubblico e privato il cui comune obiettivo è spostare in avanti i confini dello scaling logico e delle capacità dei semiconduttori.

Obiettivo che però richiede, parallelamente, uno sforzo sempre maggiore anche nell’ambito della ricerca dei materiali. Il processo produttivo del nuovo chip a 2 nanometri sfrutta nanofogli di silicio, un materiale “vecchio” di cui si conoscono bene le criticità e le limitazioni. La produzione di semiconduttori ancor più più efficienti passerà in futuro tramite gli avanzamenti nell’ambito della ricerca dei materiali che oggi mira all’uso di nuovi composti chimici fotoresistenti.

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Nicoletta Boldrini
Giornalista e divulgatrice indipendente, autrice e speaker, con due anime: tecnologica e umanistica | Analizzo gli impatti delle tecnologie sul nostro futuro | Il mio motto: sempre in marcia a caccia di innovazione | #Tech4Good #Tech4Future
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