IBM beweert dat chips op basis van dit nieuwe ontwerp 40% betere prestaties zullen leveren vergeleken met de huidige 10nm-chips van bedrijven als AMD, ARM en Intel.

In samenwerking met Samsung en Global Foundries – die chips produceren voor Qualcomm, AMD en anderen – heeft IBM een nieuw Extreme Ultraviolet (EUV) lithografieproces onthuld voor de productie van 5nm-chips. Deze ontwikkeling stelt bedrijven in staat om meer dan 30 miljard transistors op één computerchip te integreren.

Nog maar twee jaar geleden kondigde IBM een 7nm-chipproductieproces aan en Samsung zal naar verwachting volgend jaar al met de levering ervan beginnen.

De nieuwe 5nm-chips maken gebruik van "Gate-All-Around" (GAAFET)-transistoren, waarbij het gatemateriaal zich om drie horizontale silicium nanosheets wikkelt. Dit staat in contrast met het meer gangbare FinFET-ontwerp, dat afhankelijk is van verticale vinnen.

IBM stelt ook dat het FinFET-ontwerpen heeft onderzocht op schaalbaarheid tot 5 nm, maar daarbij prestatiebeperkingen ondervond vanwege de beperkte stroomdoorvoer in ultradunne vinnen. De GAA-architectuur is in sommige opzichten eenvoudiger en zou schaalbaar moeten zijn tot 3 nm.

Volgens IBM biedt het nieuwe ontwerp een prestatieverbetering van 40% ten opzichte van bestaande 10nm-chips van AMD, ARM en Intel, zonder het stroomverbruik te verhogen. Bij ongewijzigde prestaties zouden de chips het stroomverbruik echter met 75% kunnen verlagen.

Het nieuwe proces van IBM maakt bovendien continue aanpassing van de breedte van nanosheets mogelijk tijdens de productie, waardoor het vermogen en de prestaties van circuits binnen een enkel chipontwerp nauwkeurig kunnen worden afgestemd.

Op het gebied van geavanceerde halfgeleiders blijven toonaangevende fabrikanten zoals TSMC, Samsung en Intel hun investeringen in R&D opvoeren.

Onlangs kondigde TSMC op het North America Technology Symposium 14 zijn 1.4A-proces van 2025 nm aan, met als doel massaproductie in de eerste helft van 2028. De naamgeving en technologie concurreren rechtstreeks met Intel's 14A, waarvan ook wordt beweerd dat het een proces van 1.4 nm is.

Samsung Electronics heeft updates gedeeld over zijn 2nm GAA-proces (SF2), waarvan de ontwikkeling soepel verloopt. Het bedrijf heeft met name een R&D-team voor het 1nm-proces opgericht, met als doel massaproductie in 2029.

Intel is van plan om later dit jaar te beginnen met de grootschalige productie van zijn Intel 18A-proces in zijn nieuwe fabriek in Arizona. De eerste producten zullen Panther Lake-clientprocessors voor mobiele platforms zijn, waarvan de technische voorbeelden al beschikbaar zijn. Deze processors, onder de merknaam Core Ultra 300-serie, zullen beschikken over Cougar Cove-cores met hoge prestaties, een Xe3 GPU-architectuur en next-gen NPU-units.

Ondertussen nadert de Wet van Moore geleidelijk zijn grenzen. Naarmate chipprocessen steeds verder afbrokkelen richting fysieke grenzen, belemmeren uitdagingen zoals quantumtunneling en thermisch beheer verdere prestatieverbetering door transistorschaling. Naast baanbrekende doorbraken in de productie, vormen opkomende technologieën de toekomst van de computertechnologie opnieuw.

Fotonicachips maken bijvoorbeeld gebruik van fotonische integratie op basis van silicium om data te verwerken via lichtsignalen, wat voordelen biedt zoals een extreem laag energieverbruik en hoge snelheid. Ze worden al veel gebruikt in glasvezelcommunicatiesystemen en blinken uit in bandbreedte, latentie en elektromagnetische interferentiebestendigheid. IBM investeert fors in optische technologie en heeft onlangs een polymeergolfgeleider (PWG) voor co-packaged optics (CPO) gedemonstreerd, gericht op een revolutie in dataoverdracht met hoge bandbreedte in datacenters.

Quantumchips, kerncomponenten van quantumcomputers, benutten quantumsuperpositie en -verstrengeling om ongekende rekensnelheden te bereiken. Ze vereisen echter extreme omstandigheden, zoals temperaturen rond het absolute nulpunt, om de stabiliteit van de qubit te behouden.

Andere innovaties zijn onder meer koolstofnanobuischips, die superieure elektrische en thermische prestaties beloven ten opzichte van silicium, en neuromorfische chips die menselijke hersenneuronen nabootsen voor efficiënte AI- en machine learning-taken. Hoewel de Wet van Moore wellicht aan het vervagen is, staan ​​deze technologieën op het punt de toekomst van de informatietechnologie opnieuw te definiëren.