革新的な3Dチップ・アーキテクチャー「ナノスタック」を採用したIBMのサブ1nmチップは、今後10年間にわたり半導体業界の発展をけん引

2026年06月25日

【米国ニューヨーク州ヨークタウン・ハイツ - 2026年6月25日（現地時間）発】
IBMは本日、半導体分野の画期的な進展として、0.7ナノメートル（nm）、すなわち7オングストローム・ノードにおける革新的なトランジスター・アーキテクチャーを特徴とする、世界初のサブ1ナノメートル（nm）チップ技術を発表しました。これは、従来のチップ微細化が物理的限界に直面する中で、業界にとって画期的な節目となるものです。半導体は、コンピューティング、家電、通信機器、輸送システム、重要インフラなど、あらゆる分野で重要な役割を果たしています。

IBMの新しいサブ1 nmチップは、爪ほどのサイズのチップ上に約1,000億個のトランジスターを集積し、2021年に発表したIBMの2 nmチップのほぼ2倍の密度を実現しています。IBM独自の画期的な三次元ナノスタック・アーキテクチャーを含む構造および材料の革新により、この技術は、チップの微細化が原子レベルに近づく中でも、性能と効率のさらなる向上が可能であることを示しています。

公開された技術結果によると、この新しいチップは大幅な性能向上が見込まれ、IBMの2 nmノード・チップと比較して最大50％の性能向上、または最大70％のエネルギー効率向上が期待されます¹。これにより、生成AIやクラウド・インフラ、次世代電子機器など幅広い用途において、コンピューティング能力を飛躍的に向上させます。

IBM Research ディレクター兼IBMフェローのジェイ・ガンベッタ（Jay Gambetta）は、次のように述べています。「IBMの最新のチップにおけるブレークスルーは、コンピューティングにおける重要な節目となり、技術をナノメートルの時代から原子スケールへと押し進めるものです。新しいナノスタック・アーキテクチャーにより、単なるトランジスターの小型化にとどまらず、チップの製造方法そのものを再定義し、飛躍的な性能向上とエネルギー効率の改善を実現します。この業界初のイノベーションは、IBMが次世代テクノロジーをけん引してきた実績を受け継ぎ、コンピューティングの次なる時代の基盤を築くものです」

ナノスタック：チップ設計に革新をもたらす新技術

本チップの実現に向けて、IBMの研究者は「ナノスタック」と呼ばれる全く新しいトランジスター・アーキテクチャーを開発しました。これは、業界初となる三次元ナノシート・ベースの設計です。ナノスタックは、IBMが開発した現在の最先端アーキテクチャーであるナノシート技術を大きく進化させるものです。ナノスタック設計では、トランジスターを垂直方向に積層し、さらに水平方向にずらして配置することで、3D逐次集積技術を活用してより多くのトランジスターをチップ上に実現します。また、各積層された層ごとに異なる材料の組み合わせを使用できるため、各トランジスターの性能と電力効率を個別に最適化することが可能です。

IBMのナノスタック・アーキテクチャーは、CMOS集積化における超薄膜誘電体接合、デュアル・チャネル設計の実証、さらに期待されるスイッチング性能を備えたCMOSインバーター動作実証により、実験的に検証されています。これらの結果は、ナノスタック技術が物理的に製造可能であり、実用的な計算処理に対応できることを示しています。

さらに、VLSI 2026で発表された最新の研究では、ナノスタック・アーキテクチャーによりSRAMにおいて約40％のセルサイズの縮小が可能であることが示されました²。これにより、チップ設計者はより高効率なチップを実現できると同時に、高度なAIワークロードに求められる高帯域幅のデータ処理要求にも対応できます。

この革新的な構造により、ロジック技術は初めて1 nmノード未満にまで到達し、寸法が原子サイズに近づくオングストローム・レベルのスケーリング時代を切り拓きます。現在、トランジスター・ノードは厳密な物理寸法ではなく製造技術の世代を示していますが、IBMの0.7nm技術（7オングストロームとも呼ばれる）は、依然としてスケーリングが可能であることを示しています。新しいナノスタック・アーキテクチャーにより、IBMの半導体ロードマップでは少なくとも今後10年間のスケーリングの継続が見込まれています。

半導体イノベーションにおける数十年にわたるリーダーシップ

今回のブレークスルーは、半導体研究開発におけるIBMのリーダーシップを改めて示すものです。IBMは1960年代の初期半導体から世界初の2 nmノード・チップに至るまで、数十年にわたりコンピューティング・システムを支えるチップ開発をけん引してきました。さらにIBMは、半導体、AIハードウェア、ロジック、量子プロセッサーなど、コンピューティングの未来を支える最先端領域において、引き続き革新を続けています。

IBMおよびパートナー企業は、ニューヨーク州アルバニーにある最先端の半導体研究施設でこの研究を推進しており、まもなく今後のロジック・スケーリングに不可欠なHigh Numerical Aperture Extreme Ultraviolet（High NA EUV）リソグラフィー装置が導入される予定です。この技術はASML社によって開発され、極めて高精度な回路描画を可能にし、より小型で高性能なチップの製造を支援します。IBMとLam Research社や東京エレクトロン、SCREENセミコンダクターソリューションズなどのパートナー企業は、すでに動作するデバイスを実現する新しいHigh NA EUVプロセスおよび装置の開発に取り組んでいます。

IBMはまた、世界初の量子専用ファウンドリーであるAnderonの設立計画を最近発表しました。IBMの独立企業であるAnderonは、IBMが持つ業界最先端の量子コンピューティングおよび半導体技術の知見を活かし、米国が量子ウエハーの大部分を製造できる体制の構築に寄与することを目指しています。

IBMは、ナノスタック技術のサブ1 nmノードへの初期導入に向けて、早ければ今後5年以内に実用化が可能になると見込んでいます。

1 S. Reboh et al " NanoStack Transistor Architecture for CMOS 7A Node and Beyond" VLSI 2025

2 Chen Zhang et al “Area and Performance of Staggered-Channel Nanostack SRAM Bitcells” VLSI 2026

本資料は、2026年6月25日（現地時間）にIBM Corporationが発表したプレスリリースの抄訳をもとにしています。原文はこちらを参照ください。

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