6 月 25 日,IBM 正式对外发布全球首个亚 1 纳米芯片制造技术,新一代制程工艺可以把芯片晶体管尺寸压缩至原子级别。根据实验室实测数据,对比当前主流 2 纳米制程芯片,新工艺芯片性能最高提升 50%,单位功耗进一步下降,大幅延长高负载 AI 算力芯片的连续运行时长。这项突破把全球半导体制程竞赛推进到全新阶段,打破了行业内普遍认为 1 纳米是物理极限的固有认知,为未来十年 AI 算力持续增长预留了充足的技术空间。
最近十年,摩尔定律放缓一直是半导体行业讨论的核心话题。晶体管微缩越来越接近物理边界,单纯依靠缩小尺寸提升芯片算力已经越来越困难。IBM 本次没有单纯依赖光刻技术迭代,而是更换了晶体管材料结构,采用二维层状半导体材料替代传统硅基材料,大幅降低漏电损耗,可以在极小面积内集成更多计算单元。目前实验室晶圆流片已经取得成功,企业计划在 2028 年把这项亚 1 纳米技术推向中试产线,2030 年前后实现商业化量产,优先供给云端 AI 训练芯片与超级计算机项目。
当前全球算力需求还在保持指数级增长。人形机器人、多模态大模型、太空分布式算力集群,都对高密度芯片提出更高要求。如果先进制程停滞,未来算力硬件只能依靠增加芯片数量来堆叠性能,不仅成本居高不下,散热、供电、机房占地都会遭遇明显瓶颈。亚 1 纳米技术的突破,意味着芯片算力还能延续十几年的稳步增长,支撑人工智能产业长期高速扩张。
从产业竞争格局来看,台积电、三星、英特尔正在全力冲刺 2 纳米量产,而 IBM 率先完成亚 1 纳米实验室验证,抢先占据下一代技术赛道。国内中科院微电子所、中芯国际也在布局新型半导体材料研发,重点探索二维材料、量子芯片等多元化技术路线,避免在硅基微缩赛道被持续拉开差距。国内芯片制造产业不能只跟随海外成熟制程,必须同步布局下一代前沿技术,构建多条并行的技术路线,保障长期产业安全。
业内专家分析,未来五年,先进制程会形成两条发展主线:一是硅基工艺稳步推进到 1.4 纳米、1 纳米量产;二是新型材料晶体管完成技术验证,开启后摩尔时代。AI 芯片作为高端制程最大的应用市场,会持续拉动晶圆制造产业投入。随着人形机器人量产带动边缘算力爆发,云端 + 端侧的双轮需求,会持续抬高高端芯片产能的紧张程度。半导体设备、光刻材料、特种气体等上游产业链,将长期维持高景气周期。国内产业链企业需要持续加大研发投入,紧跟全球先进制程迭代节奏,稳步缩小技术代差。