Wired網5月6日刊登專業撰稿人Will Knight的文章，分析IBM的最新先進芯片的結構和意義。指出，爲了使這些芯片更強大，IBM正在使它們長得更高，公司披露了一種工藝，稱其可以在半導體上多塞入三分之二的晶體管，預示着更快和更有效的電子設備。

IBM稱其新工藝可以在一塊芯片上塞進500億個晶體管，比目前最好的技術多三分之二。

計算機芯片目前可能供不應求，但芯片製造商似乎將在一段時間內繼續從它們身上榨取更多能量。

IBM公司的研究人員展示了一種將更多的晶體管擠到芯片上的方法，這是一種納米級的微型化壯舉，可以大大改善未來電子設備的速度和效率。

這一工程壯舉也可能幫助美國在鑄造世界上最先進的芯片方面重新獲得一些優勢，因爲，芯片已經成爲地緣政治、經濟競爭和國家安全的核心。芯片對越來越多的產品至關重要，獲得更快、更先進的芯片可能會推動關鍵領域的進展，包括人工智能、5G和生物技術。

IBM表示，500億個新的晶體管，這些能讓芯片執行邏輯運算和存儲數據的電子開關，可以裝在一個指甲蓋大小的芯片上，比使用以前的工藝所能實現的要多三分之二。它說這種芯片可以幫助智能手機或筆記本電腦的運行速度提高45%，或者只消耗以前最佳設計的四分之一的能量。

麻省理工學院專門研究新型晶體管技術的教授傑素德爾-阿拉莫說："這是一項令人激動的技術。它是一個全新的設計，也是一個推動未來的路線圖"。

製作新的晶體管依靠的不是簡單地將芯片的特徵蝕刻在硅片上，而是將它們建立在彼此之上。芯片製造商在2009年首次開始使用一種名爲Fin FET的設計來製作三維晶體管，在這種設計中，電子流經垂直的薄片，而不是平坦的表面來通過晶體管。IBM的設計更進一步，將晶體管以納米片的形式堆疊在一起，像蛋糕中的多層一樣穿過半導體材料。

IBM高級副總裁兼研究總監Dario Gil說，製造這種晶體管需要在製造過程的各個階段進行創新。這項工作來自IBM在紐約奧爾巴尼的研究實驗室，IBM在那裏與紐約州立大學以及領先的芯片製造公司合作。

IBM在2014年出售了它的芯片製造業務，但是，它依然繼續資助下一代芯片材料、設計和製造技術的研究。公司計劃通過向芯片製造商授權技術來賺錢。

幾十年來，芯片製造商一直專注於縮小組件的尺寸，以便從芯片中獲取更多性能。更小的尺寸使更多的部件被裝在芯片上，提高了效率和速度，但是，每一代新產品都需要令人難以置信的工程來完善。

當今最先進的計算機芯片，是使用極紫外光刻法（EUV）這一獨特工藝在硅上蝕刻特徵，從而使特徵小於可見光的波長。這種工藝被稱爲"7納米"，不過，這裏它不再是指元件的尺寸；相反，它反映了所採用的一代技術，因爲，這裏有了堆疊式晶體管和芯片製造的其他變化。IBM的新芯片領先目前技術三代，採用的是一種被稱爲2納米的工藝。

IBM在2017年首次展示了在5納米工藝規模下以這種方式製造的晶體管。花了四年時間轉向2納米的事實表明，掌握相關技術是一個巨大挑戰。世界上最先進的芯片公司已經開始使用現有的方法制造5納米的芯片，這些方法似乎已經接近極限了。

分析公司VLSI Research的首席執行官Dan Hutcheson說，製造3D組件無疑需要新的製造技巧。但是，"他們已經完成了最困難的部分。這是一個真正的行業里程碑，"他說，並補充說IBM所宣稱的性能改進似乎還是有些保留。

芯片製造的進步在摩爾定律中得到了最著名的體現，這是一條以英特爾聯合創始人戈登-摩爾命名的經驗法則，指出芯片上的晶體管數量每兩年左右就會翻一番。技術專家擔心摩爾定律的終結已有十年或更長時間，因爲，芯片製造商推動了製造技術和新型電子效應的極限。

迎接製造新一代芯片的工程挑戰，可能會具有震撼整個地球一般的重要性。英特爾曾經是世界上最先進的芯片製造商，現在仍然是美國最先進的芯片製造商，但近年來，在努力掌握EUV在製造中的應用上，已經落後於臺灣的臺積電和韓國的三星。

美國在網絡安全和貿易問題上利用制裁來針對中國。這些制裁阻止了華爲等科技公司購買最新的芯片，據說此舉導致該公司最終出售自己的智能手機業務。

"這是一個重要的信號，表明美國不僅沒有遠遠落後，而且，在某些情況下，它實際上已經領先了，"Hutcheson說。"在過去10年裏，位於奧爾巴尼的IBM研究小組確實是這類研究的最佳中心之一。"

今年3月，英特爾的新任首席執行官帕特-格爾辛格宣佈了一項扭轉乾坤的計劃，包括與IBM在研究方面進行合作的協議。目前，英特爾拒絕對IBM的公告發表評論。

最近的事件有助於說明硅芯片在整個世界經濟中越來越重要。大流行病造成的經濟衝擊，加上供應鏈的中斷，美國芯片制裁引發的庫存，以及產品中對尖端芯片日益增長的需求，導致了許多行業的短缺。預計大流行期間新車需求下降的汽車製造商受到的打擊尤其嚴重，許多人被迫關閉工廠，就是爲了等待芯片供應。

麻省理工學院的德爾-阿拉莫說，芯片製造商可能需要幾年時間才能掌握IBM用來製造新晶體管的技巧。與英特爾並列的世界領先的芯片製造商三星和臺積電都表示有意使用納米片式晶體管，但尚未在生產中這樣做。

但德爾-阿拉莫認爲，這種新方法表明，摩爾定律可以一直保持下去。"他說："摩爾定律還有相當多的生命力，而IBM的這個架構顯示了前進的道路。它將帶來非常嚴重的製造挑戰和學習曲線，但是，一旦我們克服了這一最初的困難步驟，我們將在幾代人的時間裏保持平穩。"