IBM e Siemens unem esforços para desenvolver chips de nova geração

A IBM e a Siemens anunciaram uma colaboração de investigação para acelerar o desenvolvimento da arquitetura de semicondutores nanostack, apresentada pela IBM no início de 2026. A parceria pretende ultrapassar os desafios técnicos associados ao fabrico de chips com transístores empilhados verticalmente, uma abordagem que poderá aumentar a densidade de processamento e melhorar a eficiência energética dos futuros processadores.

A colaboração combina a investigação da IBM em dispositivos semicondutores com as competências da Siemens em automação de desenho eletrónico (Electronic Design Automation, EDA), simulação de processos de fabrico, otimização da litografia e software industrial. As duas empresas vão desenvolver ferramentas e modelos virtuais para avaliar o comportamento dos novos transístores e identificar dificuldades de produção antes da construção física dos chips.

A arquitetura nanostack representa uma evolução face às técnicas tradicionais de miniaturização dos semicondutores. Em vez de depender exclusivamente da redução das dimensões dos transístores numa superfície bidimensional, a tecnologia utiliza estruturas tridimensionais que permitem empilhar e distribuir transístores em diferentes níveis.

Segundo a IBM, trata-se da primeira arquitetura conhecida baseada em nanosheets com empilhamento tridimensional de transístores. Na atual geração de investigação, identificada como um nó de sete ångströms, a empresa aponta para uma densidade próxima dos cem mil milhões de transístores numa área equivalente à superfície de uma unha.

A abordagem permite ainda utilizar diferentes combinações de materiais em cada camada, possibilitando a otimização individual do desempenho e do consumo energético dos transístores. Esta flexibilidade poderá contribuir para melhorar a eficiência dos processadores e aumentar a densidade das memórias SRAM, utilizadas para disponibilizar dados rapidamente aos núcleos de processamento.

A IBM demonstrou a viabilidade técnica da arquitetura no início deste ano, mas a tecnologia permanece numa fase de investigação. A transição para processos de fabrico industrial exige avanços adicionais no desenho, na simulação e na precisão das técnicas de produção.

Um dos principais objetivos da parceria passa por desenvolver modelos virtuais avançados da arquitetura nanostack, capazes de representar o comportamento dos dispositivos e antecipar dificuldades associadas ao fabrico.

A Siemens vai contribuir com tecnologias de EDA e simulação para apoiar a otimização dos desenhos e dos processos de litografia. Estas ferramentas permitem testar diferentes configurações e avaliar limitações físicas antes de avançar para a produção de protótipos, reduzindo a necessidade de sucessivas alterações em dispositivos já fabricados.

A investigação deverá abranger tanto a arquitetura atual de sete ångströms como futuras gerações de nanostack. O objetivo é criar uma base tecnológica que permita continuar a aumentar a densidade de transístores, apesar das dificuldades crescentes associadas à miniaturização convencional.

“Nanostack é uma plataforma de transístores escalável, concebida para deslocar a evolução dos dispositivos de duas para três dimensões, representando um novo paradigma para a indústria dos semicondutores”, afirma Huiming Bu, Vice President of Silicon Technology R&D da IBM, em comunicado.

Segundo o responsável, a arquitetura poderá contribuir para responder às necessidades de capacidade de processamento associadas à Inteligência Artificial (IA) e a outras tecnologias emergentes ao longo da próxima década.

O desenvolvimento de novas arquiteturas de semicondutores surge num contexto de aumento das necessidades de processamento e de pressão sobre o consumo energético dos sistemas informáticos. A expansão das aplicações de IA está a exigir chips capazes de executar mais operações sem aumentos proporcionais de energia e espaço físico.

Para a IBM e a Siemens, a evolução da indústria dependerá de uma integração mais estreita entre o desenho dos dispositivos, a simulação dos processos de fabrico e as capacidades das instalações industriais. À medida que os transístores se tornam mais complexos, as decisões tomadas durante a fase de desenvolvimento passam a ter maior impacto na possibilidade de produzir os chips de forma consistente.

“A evolução dos semicondutores para a era dos ångströms exige uma otimização conjunta e estreitamente integrada entre a física dos dispositivos, o Software de desenho e fabrico e os próprios processos industriais”, refere Ankur Gupta, Executive Vice President, EDA IC Portfolio da Siemens, também em comunicado.

O responsável considera que a arquitetura tridimensional da IBM poderá ajudar a responder às exigências de processamento colocadas pela IA física, que envolve a utilização de sistemas inteligentes em equipamentos e ambientes reais.

Embora a IBM já tenha demonstrado a viabilidade da arquitetura nanostack, a colaboração agora anunciada concentra-se nas etapas necessárias para aproximar a tecnologia da produção industrial. Entre os desafios encontram-se a precisão do fabrico de estruturas tridimensionais, a otimização dos materiais utilizados nas diferentes camadas e a capacidade de reproduzir os resultados de forma consistente.

A utilização de modelos virtuais e ferramentas de simulação deverá permitir às duas empresas identificar limitações numa fase mais precoce do desenvolvimento, com o objetivo de acelerar os ciclos de investigação e reduzir a complexidade da transição para o fabrico.

A parceria poderá também contribuir para o desenvolvimento de futuras gerações de semicondutores destinados a aplicações de elevado desempenho, incluindo sistemas de IA e infraestruturas de processamento avançado.

A IBM e a Siemens não divulgaram um calendário para a produção comercial de chips baseados em nanostack, nem apresentaram previsões sobre custos de fabrico ou ganhos de desempenho em produtos finais. O acordo centra-se, nesta fase, na investigação e no desenvolvimento das capacidades de desenho e produção necessárias para tornar a arquitetura industrialmente viável.