IBM อ้างว่าชิปที่ใช้การออกแบบใหม่นี้จะมอบประสิทธิภาพที่สูงขึ้น 40% เมื่อเทียบกับชิป 10 นาโนเมตรปัจจุบันที่ผลิตโดยบริษัทต่างๆ เช่น AMD, ARM และ Intel

IBM ร่วมมือกับ Samsung และ Global Foundries ซึ่งเป็นผู้ผลิตชิปให้กับ Qualcomm, AMD และบริษัทอื่นๆ เปิดตัวกระบวนการพิมพ์หิน Extreme Ultraviolet (EUV) ใหม่สำหรับการผลิตชิปขนาด 5 นาโนเมตร ความก้าวหน้าครั้งนี้จะทำให้บริษัทต่างๆ สามารถรวมทรานซิสเตอร์มากกว่า 30 ล้านตัวไว้ในชิปคอมพิวเตอร์เพียงตัวเดียวได้

เพียงสองปีที่ผ่านมา IBM ได้ประกาศกระบวนการผลิตชิปขนาด 7 นาโนเมตร และคาดว่า Samsung จะเริ่มจัดส่งได้เร็วที่สุดในปีหน้า

ชิป 5 นาโนเมตรใหม่ใช้ทรานซิสเตอร์ "Gate-All-Around" (GAAFET) ซึ่งวัสดุเกตจะพันรอบแผ่นนาโนซิลิกอนแนวนอนสามแผ่น ซึ่งแตกต่างจากการออกแบบ FinFET ทั่วไปซึ่งใช้ครีบแนวตั้ง

IBM ยังระบุด้วยว่าได้ทดลองปรับขนาดการออกแบบ FinFET ให้มีขนาด 5 นาโนเมตร แต่พบข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพเนื่องจากการไหลของกระแสไฟฟ้าที่จำกัดในครีบที่บางเป็นพิเศษ สถาปัตยกรรม GAA นั้นเรียบง่ายกว่าในบางประการและเชื่อว่าสามารถปรับขนาดได้ถึง 3 นาโนเมตร

IBM เผยว่าการออกแบบใหม่นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้ 40% เมื่อเทียบกับชิป 10 นาโนเมตรจาก AMD, ARM และ Intel ที่มีอยู่ โดยไม่เพิ่มการใช้พลังงาน นอกจากนี้ หากระดับประสิทธิภาพยังคงเท่าเดิม ชิปดังกล่าวอาจลดการใช้พลังงานลงได้ 75%

นอกจากนี้ กระบวนการใหม่ของ IBM ยังช่วยให้สามารถปรับความกว้างของนาโนชีตได้อย่างต่อเนื่องระหว่างการผลิต ช่วยให้ปรับแต่งพลังงานและประสิทธิภาพของวงจรได้อย่างละเอียดภายในการออกแบบชิปตัวเดียว

ในวงการเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง ผู้ผลิตชั้นนำ เช่น TSMC, Samsung และ Intel ยังคงเพิ่มการลงทุนด้านการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

เมื่อเร็วๆ นี้ TSMC ได้ประกาศเปิดตัวกระบวนการผลิต 14A ระดับ 1.4 นาโนเมตร ในงาน North America Technology Symposium 2025 โดยตั้งเป้าหมายที่จะเริ่มการผลิตจำนวนมากในช่วงครึ่งแรกของปี 2028 ชื่อและเทคโนโลยีนี้เป็นการแข่งขันโดยตรงกับกระบวนการผลิต 14A ของ Intel ซึ่งก็อ้างว่าเป็นกระบวนการผลิตระดับ 1.4 นาโนเมตรเช่นกัน

Samsung Electronics ได้แชร์ข้อมูลอัปเดตเกี่ยวกับกระบวนการ GAA 2nm (SF2) โดยการพัฒนาดำเนินไปอย่างราบรื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บริษัทได้ริเริ่มทีมวิจัยและพัฒนาสำหรับกระบวนการ 1nm โดยตั้งเป้าที่จะผลิตเป็นจำนวนมากภายในปี 2029

Intel วางแผนที่จะเริ่มการผลิตกระบวนการ Intel 18A ในปริมาณมากที่โรงงานแห่งใหม่ในรัฐแอริโซนาในช่วงปลายปีนี้ ผลิตภัณฑ์แรกจะเป็นโปรเซสเซอร์ไคลเอนต์ Panther Lake สำหรับแพลตฟอร์มมือถือ ซึ่งอยู่ในรูปแบบตัวอย่างทางวิศวกรรมแล้ว โปรเซสเซอร์เหล่านี้ซึ่งมีชื่อว่าซีรีส์ Core Ultra 300 จะมีคอร์ประสิทธิภาพ Cougar Cove สถาปัตยกรรม GPU Xe3 และหน่วย NPU รุ่นถัดไป

ในขณะเดียวกัน กฎของมัวร์ก็ค่อยๆ เข้าใกล้ขีดจำกัด เมื่อกระบวนการชิปหดตัวลงจนเข้าใกล้ขอบเขตทางกายภาพ ความท้าทาย เช่น การสร้างอุโมงค์ควอนตัมและการจัดการความร้อนจะขัดขวางการเพิ่มประสิทธิภาพเพิ่มเติมผ่านการปรับขนาดทรานซิสเตอร์ นอกเหนือจากความก้าวหน้าทางการผลิตที่ล้ำสมัยแล้ว เทคโนโลยีใหม่ๆ กำลังกำหนดรูปลักษณ์ใหม่ของอนาคตของการประมวลผล

ตัวอย่างเช่น ชิปโฟโตนิกส์ใช้ประโยชน์จากการบูรณาการโฟโตนิกส์ที่ใช้ซิลิกอนในการประมวลผลข้อมูลผ่านสัญญาณแสง ซึ่งให้ข้อดี เช่น การใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษและความเร็วสูง ชิปดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงแล้ว โดยโดดเด่นในด้านแบนด์วิดท์ ความหน่วงเวลา และความต้านทานการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า IBM กำลังลงทุนอย่างหนักในเทคโนโลยีออปติก โดยล่าสุดได้สาธิตท่อนำคลื่นโพลีเมอร์ (PWG) สำหรับออปติกแบบรวมแพ็คเกจ (CPO) ซึ่งมุ่งหวังที่จะปฏิวัติการถ่ายโอนข้อมูลแบนด์วิดท์สูงในศูนย์ข้อมูล

ชิปควอนตัม ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ใช้ประโยชน์จากการซ้อนทับและการพันกันของควอนตัมเพื่อให้ได้ความเร็วในการคำนวณที่ไม่เคยมีมาก่อน อย่างไรก็ตาม ชิปเหล่านี้ต้องการเงื่อนไขที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิที่ใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ เพื่อรักษาเสถียรภาพของคิวบิต

นวัตกรรมอื่นๆ ได้แก่ ชิปคาร์บอนนาโนทิวบ์ ซึ่งรับประกันประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความร้อนที่เหนือกว่าซิลิกอน และชิปนิวโรมอร์ฟิกที่เลียนแบบเซลล์ประสาทในสมองของมนุษย์เพื่องาน AI และการเรียนรู้ของเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพ แม้ว่ากฎของมัวร์อาจจะเลือนหายไป แต่เทคโนโลยีเหล่านี้ก็พร้อมที่จะกำหนดอนาคตของเทคโนโลยีสารสนเทศใหม่