IBM ประกาศความก้าวหน้าครั้งสำคัญของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ด้วยการเปิดตัวเทคโนโลยีชิประดับ Sub-1 Nanometer รายแรกของโลก ที่โหนด 0.7 นาโนเมตร หรือ 7 Angstrom พร้อมโครงสร้างทรานซิสเตอร์แบบใหม่ที่บริษัทเรียกว่า ‘Nanostack’ ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำหรับอุตสาหกรรมที่กำลังเข้าใกล้ขีดจำกัดทางฟิสิกส์ของการย่อขนาดชิปแบบเดิม
ชิปรุ่นใหม่นี้สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้เกือบ 100,000 ล้านตัวบนพื้นที่ขนาดเท่าปลายเล็บ ความหนาแน่นสูงเป็นสองเท่าของชิปโหนด 2 นาโนเมตรที่ IBM เปิดตัวไปเมื่อปี 2021 ตามผลทดสอบทางเทคนิคที่เผยแพร่ออกมา ชิปนี้ให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นถึง 50% หรือประหยัดพลังงานมากขึ้นถึง 70% เมื่อเทียบกับชิปโหนด 2 นาโนเมตรรุ่นก่อน
Nanostack: สร้างชิปแบบ ‘เมือง’ ที่ขยายได้ทั้งแนวตั้ง
จุดต่างจากสถาปัตยกรรม Nanosheet ที่เป็นมาตรฐานปัจจุบันคือ Nanostack เป็นโครงสร้างสามมิติแบบเรียงซ้อนรายแรกของอุตสาหกรรม ทีมวิจัยของ IBM พัฒนาเทคนิคการเชื่อมเวเฟอร์สองแผ่นด้วยชั้นไดอิเล็กทริกบางพิเศษ (Ultra-Thin Dielectric Bonding) จนได้โครงสร้างทรานซิสเตอร์สามมิติที่ซ้อนทับและสลับตำแหน่งกัน แทนที่จะขยายแค่แนวกว้าง-ยาวแบบเดิม ทีมงานเลือกขยายไปในแนวสูงหรือแกน Z ทำให้สามารถใช้วัสดุต่างชนิดกันในแต่ละชั้นที่ซ้อนกัน และปรับแต่งประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์แต่ละชั้นได้อย่างเป็นอิสระจากกัน นอกจากนี้ในงานวิจัยที่นำเสนอที่ VLSI 2026 ทีมงานยังแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างนี้ขยายความหนาแน่นของ SRAM ได้เพิ่มขึ้นถึง 40% ซึ่งเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ที่อุตสาหกรรมไม่เคยเห็นมานานกว่าทศวรรษ
ความก้าวหน้าครั้งล่าสุดของ IBM ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของวงการคอมพิวเตอร์ ที่ผลักดันเทคโนโลยีให้ก้าวข้ามยุคนาโนเมตรไปสู่ระดับอะตอม ด้วยสถาปัตยกรรม Nanostack สิ่งที่เปลี่ยนไปนั้นไม่ได้เป็นแค่ทรานซิสเตอร์ที่เล็กลง แต่เป็นการปฏิวัติชิปขึ้นใหม่อย่างหมดจด โดยมีประสิทธิภาพและการใช้พลังงานที่แตกต่างจากเดิมอย่างมาก
ศักยภาพต่อ AI: ลดเวลาเทรนโมเดลภาษาขนาดใหญ่จาก 3 เดือนเหลือไม่กี่สัปดาห์
ตามข้อมูลของ IBM Research ชิปเร่งความเร็ว AI ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปในปัจจุบันให้ประสิทธิภาพราว 1,500 TOPS (ล้านล้านคำสั่งต่อวินาที) ขณะที่ชิปบนเทคโนโลยี 7 Angstrom นี้ถูกประเมินว่าจะให้ประสิทธิภาพได้มากกว่าเดิมถึง 6 เท่า หรือประมาณ 9,000 TOPS หากนำไปใช้เทรนโมเดลภาษาขนาดใหญ่ (LLM) ระดับ Frontier ในปัจจุบัน ระยะเวลาการเทรนที่ปกติใช้เวลาราวสามเดือนอาจลดลงเหลือเพียงไม่กี่สัปดาห์
อย่างไรก็ตาม ชิปนี้ยังอยู่ในขั้นสาธิตเทคโนโลยี ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่จะวางขายในเร็ววัน โดย IBM ยังไม่เปิดเผยแผนการนำ Nanostack ไปผลิตเชิงพาณิชย์ และยังคงให้ความสำคัญกับการช่วยพันธมิตรขยายเทคโนโลยี Nanosheet 2 นาโนเมตรในระยะใกล้นี้ก่อน โดย IBM ประเมินว่าเทคโนโลยี Nanostack ระดับ Sub-1 Nanometer จะเริ่มเข้าสู่การผลิตจริงได้เร็วที่สุดในอีกประมาณ 5 ปีข้างหน้า งานวิจัยและพัฒนาทั้งหมดนี้ดำเนินการที่ศูนย์วิจัยเซมิคอนดักเตอร์ของ IBM ในเมือง Albany รัฐนิวยอร์ก ซึ่งกำลังจะติดตั้งเครื่องลิโทกราฟี High NA EUV จาก ASML ร่วมกับพันธมิตรอย่าง Lam Research, Tokyo Electron และ SCREEN Semiconductor Solutions
ดีมานด์ AI ที่เพิ่มขึ้นจะดันความต้องการแพ็กเกจจิ้งและทดสอบชิปขั้นปลายตามมา
แม้ชิป 0.7 นาโนเมตรนี้จะอยู่ในขั้น Front-end Logic ที่ไกลจากบทบาทของไทยในห่วงโซ่เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งเน้นไปที่งานประกอบ ทดสอบ และแพ็กเกจจิ้งขั้นปลาย (OSAT) แต่ทุกครั้งที่ขีดจำกัดประสิทธิภาพการประมวลผลถูกผลักไปข้างหน้า ดีมานด์ของ AI ที่ตามมาก็จะหนุนความต้องการกำลังการผลิตขั้นปลายให้เติบโตตามไปด้วย ผู้ประกอบการไทยในกลุ่ม PCB, แพ็กเกจจิ้งขั้นสูง และศูนย์ข้อมูลที่รองรับโครงสร้างพื้นฐาน AI จึงควรติดตามแนวโน้มนี้ไว้เป็นสัญญาณล่วงหน้าของดีมานด์ที่จะไหลลงมาสู่ภูมิภาคในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
ที่มา:
IBM
