IBM sostiene che i chip basati su questo nuovo design offriranno prestazioni superiori del 40% rispetto agli attuali chip a 10 nm prodotti da aziende come AMD, ARM e Intel.

In collaborazione con Samsung e Global Foundries, che producono chip per Qualcomm, AMD e altri, IBM ha presentato un nuovo processo di litografia a raggi ultravioletti estremi (EUV) per la produzione di chip a 5 nm. Questa innovazione consentirà alle aziende di integrare oltre 30 miliardi di transistor su un singolo chip di computer.

Solo due anni fa, IBM ha annunciato un processo di produzione di chip a 7 nm e Samsung dovrebbe iniziare le spedizioni già l'anno prossimo.

I nuovi chip a 5 nm utilizzano transistor "Gate-All-Around" (GAAFET), in cui il materiale di gate avvolge tre nanosfoglie di silicio orizzontali. Questo contrasta con il design FinFET più comune, che si basa su alette verticali.

IBM afferma inoltre di aver valutato la scalabilità dei progetti FinFET a 5 nm, ma di aver riscontrato limitazioni prestazionali dovute al flusso di corrente limitato nelle alette ultrasottili. L'architettura GAA è più semplice sotto alcuni aspetti e si ritiene che possa essere scalabile fino a 3 nm.

Secondo IBM, il nuovo design offre un aumento delle prestazioni del 40% rispetto agli attuali chip a 10 nm di AMD, ARM e Intel, senza aumentare il consumo energetico. In alternativa, a parità di prestazioni, i chip potrebbero ridurre il consumo energetico del 75%.

Il nuovo processo di IBM consente inoltre la regolazione continua delle larghezze dei nanosheet durante la produzione, consentendo la messa a punto della potenza e delle prestazioni del circuito all'interno di un singolo progetto di chip.

Nel settore dei semiconduttori avanzati, produttori leader come TSMC, Samsung e Intel continuano ad aumentare gli investimenti in ricerca e sviluppo.

Di recente, TSMC ha annunciato il suo processo 14A da 1.4 nm al North America Technology Symposium 2025, con l'obiettivo di avviarne la produzione di massa entro la prima metà del 2028. Il nome e la tecnologia sono in diretta concorrenza con il 14A di Intel, che vanta anch'esso un processo da 1.4 nm.

Samsung Electronics ha condiviso aggiornamenti sul suo processo GAA a 2 nm (SF2), il cui sviluppo procede senza intoppi. In particolare, l'azienda ha avviato un team di ricerca e sviluppo dedicato al processo a 1 nm, con l'obiettivo di raggiungere la produzione di massa entro il 2029.

Intel prevede di avviare la produzione su larga scala del suo processo Intel 18A presso il suo nuovo stabilimento in Arizona entro la fine dell'anno. I primi prodotti saranno i processori client Panther Lake per piattaforme mobili, già disponibili come campioni di progettazione. Questi processori, denominati Core Ultra 300, saranno dotati di core ad alte prestazioni Cougar Cove, architettura GPU Xe3 e unità NPU di nuova generazione.

Nel frattempo, la Legge di Moore si sta gradualmente avvicinando ai suoi limiti. Man mano che i processi dei chip si riducono verso i limiti fisici, sfide come l'effetto tunnel quantistico e la gestione termica ostacolano ulteriori miglioramenti delle prestazioni attraverso la scalabilità dei transistor. Oltre alle innovazioni produttive all'avanguardia, le tecnologie emergenti stanno rimodellando il futuro dell'informatica.

I chip fotonici, ad esempio, sfruttano l'integrazione fotonica basata sul silicio per elaborare i dati tramite segnali luminosi, offrendo vantaggi come consumi energetici estremamente bassi e alta velocità. Già ampiamente utilizzati nei sistemi di comunicazione in fibra ottica, eccellono in termini di larghezza di banda, latenza e resistenza alle interferenze elettromagnetiche. IBM sta investendo molto nella tecnologia ottica, avendo recentemente presentato una guida d'onda polimerica (PWG) per ottiche co-packaged (CPO), volta a rivoluzionare il trasferimento dati ad alta larghezza di banda nei data center.

I chip quantistici, componenti fondamentali dei computer quantistici, sfruttano la sovrapposizione quantistica e l'entanglement per raggiungere velocità di calcolo senza precedenti. Tuttavia, richiedono condizioni estreme, come temperature prossime allo zero assoluto, per mantenere la stabilità dei qubit.

Altre innovazioni includono i chip a nanotubi di carbonio, che promettono prestazioni elettriche e termiche superiori rispetto al silicio, e i chip neuromorfici che imitano i neuroni del cervello umano per compiti di intelligenza artificiale e apprendimento automatico efficienti. Sebbene la Legge di Moore possa essere in declino, queste tecnologie sono destinate a ridefinire il futuro dell'informatica.