وتزعم شركة IBM أن الرقائق المبنية على هذا التصميم الجديد ستوفر أداءً أعلى بنسبة 40% مقارنة بالرقائق الحالية 10nm التي تنتجها شركات مثل AMD وARM وIntel.

بالتعاون مع سامسونج وجلوبال فاوندريز، اللتين تُصنّعان الرقائق لشركة كوالكوم وأيه إم دي وشركات أخرى، كشفت آي بي إم عن عملية طباعة حجرية جديدة للأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) لإنتاج رقائق 5 نانومتر. سيُمكّن هذا التطور الشركات من دمج أكثر من 30 مليار ترانزستور على شريحة حاسوب واحدة.

قبل عامين فقط، أعلنت شركة IBM عن عملية تصنيع شريحة 7 نانومتر، ومن المتوقع أن تبدأ شركة Samsung في شحناتها في وقت مبكر من العام المقبل.

تستخدم رقائق 5 نانومتر الجديدة ترانزستورات "البوابة الشاملة" (GAAFET)، حيث تُلف مادة البوابة حول ثلاث صفائح نانوية أفقية من السيليكون. وهذا يتناقض مع تصميم FinFET الأكثر شيوعًا، والذي يعتمد على زعانف عمودية.

تُصرّح IBM أيضًا بأنها استكشفت إمكانية توسيع نطاق تصميمات FinFET إلى 5 نانومتر، لكنها واجهت قيودًا في الأداء بسبب تدفق التيار المحدود في الزعانف فائقة الرقة. أما بنية GAA، فهي أبسط في بعض النواحي، ويُعتقد أنها قابلة للتوسع إلى 3 نانومتر.

وفقًا لشركة IBM، يُحسّن التصميم الجديد الأداء بنسبة 40% مقارنةً بشرائح 10 نانومتر الحالية من AMD وARM وIntel، دون زيادة استهلاك الطاقة. وإذا حافظت الشرائح على مستويات الأداء دون تغيير، فقد تُخفّض استهلاك الطاقة بنسبة 75%.

وتسمح العملية الجديدة لشركة IBM أيضًا بالتعديل المستمر لعرضات الصفائح النانوية أثناء التصنيع، مما يتيح ضبط طاقة الدائرة وأدائها بدقة ضمن تصميم شريحة واحدة.

وفي مجال أشباه الموصلات المتقدمة، تواصل الشركات المصنعة الرائدة مثل TSMC وSamsung وIntel تكثيف استثماراتها في البحث والتطوير.

أعلنت شركة TSMC مؤخرًا عن عملية 14A من فئة 1.4nm في ندوة أمريكا الشمالية للتكنولوجيا 2025، وتستهدف الإنتاج الضخم بحلول النصف الأول من عام 2028. وتتنافس التسمية والتكنولوجيا بشكل مباشر مع عملية 14A من Intel، والتي تدعي أيضًا أنها عملية من فئة 1.4nm.

أعلنت شركة سامسونج للإلكترونيات عن تحديثات حول عملية تصنيعها للرقائق الإلكترونية GAA بدقة 2 نانومتر (SF2)، حيث يسير التطوير بسلاسة. والجدير بالذكر أن الشركة أنشأت فريقًا للبحث والتطوير متخصصًا في عملية التصنيع بدقة 1 نانومتر، بهدف الإنتاج الضخم بحلول عام 2029.

تخطط إنتل لبدء الإنتاج واسع النطاق لعملية إنتل 18A في مصنعها الجديد في أريزونا في وقت لاحق من هذا العام. وستكون أولى المنتجات معالجات عملاء بانثر ليك المخصصة للمنصات المحمولة، وهي الآن في مرحلة التصميم الهندسي. وستتميز هذه المعالجات، التي تحمل علامة سلسلة كور ألترا 300، بأنوية أداء كوغار كوف، وبنية وحدة معالجة الرسومات Xe3، ووحدات المعالجة العصبية من الجيل التالي.

في هذه الأثناء، يقترب قانون مور تدريجيًا من حدوده القصوى. ومع انكماش عمليات الرقائق نحو الحدود المادية، تُعيق تحديات مثل النفق الكمي والإدارة الحرارية تحقيق المزيد من المكاسب في الأداء من خلال توسيع نطاق الترانزستورات. وإلى جانب الاختراقات التصنيعية المتطورة، تُعيد التقنيات الناشئة تشكيل مستقبل الحوسبة.

على سبيل المثال، تستفيد رقائق الفوتونيات من التكامل الفوتوني القائم على السيليكون لمعالجة البيانات عبر الإشارات الضوئية، مما يوفر مزايا مثل استهلاك منخفض للغاية للطاقة وسرعة عالية. تُستخدم هذه الرقائق على نطاق واسع في أنظمة الاتصالات عبر الألياف الضوئية، وتتميز بسرعتها العالية في عرض النطاق الترددي، وزمن الوصول، ومقاومة التداخل الكهرومغناطيسي. تستثمر شركة IBM بكثافة في تكنولوجيا البصريات، حيث عرضت مؤخرًا موجهًا موجيًا بوليمريًا (PWG) للبصريات المعبأة معًا (CPO)، بهدف إحداث ثورة في نقل البيانات عالي النطاق الترددي في مراكز البيانات.

تستغل الرقائق الكمومية، وهي المكونات الأساسية للحواسيب الكمومية، التراكب الكمي والتشابك الكمي لتحقيق سرعات حسابية غير مسبوقة. ومع ذلك، فإنها تتطلب ظروفًا قاسية، مثل درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق، للحفاظ على استقرار البت الكمومي.

تشمل الابتكارات الأخرى رقائق الأنابيب النانوية الكربونية، التي تَعِد بأداء كهربائي وحراري متفوق على السيليكون، ورقائق ذات شكل عصبي تُحاكي خلايا الدماغ البشري لتحقيق كفاءة في مهام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. ورغم أن قانون مور قد يتلاشى، إلا أن هذه التقنيات مهيأة لإعادة تعريف مستقبل تكنولوجيا المعلومات.