IBM je došao do vrlo važne prekretnice u razvoju proizvodnih tehnologija, što trenutačno znači prvenstvo u industriji, iako oko tehnologije ima još mnogo pitanja, pa se za sada možemo oslanjati samo na javne podatke i parametre. Prema objavi, IBM je prvi probio sanjanu granicu od 1 nm, kad je riječ o širini strukture u industriji poluvodiča, i to ne samo malo, nego su znatno premašili razinu od 10 ångströma: uspjeli su sići do 7 ångströma, što znači širinu strukture od 0,7 nm. Kao što smo navikli, ta vrijednost ni sada naravno ne označava veličinu konkretnih komponenti, ali ipak je riječ o značajnom iskoraku koji je postignut kreativnim metodama.
Širina strukture od 0,7 nm u odnosu na IBM-ovu proizvodnu tehnologiju od 2 nm donosi golem napredak: zahvaljujući tehnologiji 7A moguće je postići do 50% veće performanse i do 70% veću energetsku učinkovitost, štoviše, nova arhitektura tranzistora omogućuje povećanje gustoće SRAM ćelija za 40%, a kod logičkih sklopova poboljšanje može biti i veće, ovisno o konkretnom dizajnu, što je golema prednost u odnosu na današnje proizvodne tehnologije.
Kojom je metodom ipak uspjelo napraviti tako velik korak? Inženjeri tvrtke tijekom istraživanja i razvoja došli su do zaključka da bi možda vrijedilo pokušati tranzistore tipa NFET i PFET i fizički odvojiti jedne od drugih, jer se prema klasičnoj školi oni nalaze na istoj silicijskoj pločici, što priječi postizanje značajnijeg napretka kod oba istodobno, budući da bi za to bila potrebna različita uporaba materijala i različita rješenja, što unutar jedne pločice jednostavno nije moguće.
Zato je nastala tehnologija Nanostack Transistor, čija je bit da se sada prvi put pločice s p-tipom i n-tipom tranzistora izrađuju uporabom dviju zasebnih silicijskih pločica, a zatim se te dvije pločice spajaju dielektričnim vezom, za što do sada na ovom području nije bilo primjera. Kad se dva tipa tranzistora nalaze na jednoj pločici, sve je teže istodobno smanjivati njihovu veličinu.
Kod p-tipa i n-tipa tranzistora nositelji naboja se razlikuju: dok kod p-tipa, tj. PNP tranzistora tu ulogu zbog manjka elektrona preuzimaju šupljine, kod n-tipa, tj. NPN tranzistora taj zadatak obavljaju elektroni. PNP tranzistori, među ostalim, prikladni su za sklapanje napona napajanja, dok su NPN tranzistori namijenjeni pojačanju signala i snage te brzom sklapanju. Ti se tipovi tranzistora razlikuju po električnim svojstvima, polaritetu sklapanja i drugim svojstvima, dakle ako se nalaze na istoj silicijskoj pločici, teško ih je razvijati tako da oba tipa jednako mnogo profitiraju i jednako optimalno rade.
Zato ih je IBM-ov tim i razdvojio, jer se tako mogu razvijati i proizvoditi neovisno jedan o drugome, što proširuje granice i mogućnosti, no na kraju procesa inženjere čeka i dodatni korak: dvije silicijske pločice treba precizno uskladiti jednu s drugom, a zatim među njima stvoriti odgovarajuću vezu. NPN i PNP tranzistori zahvaljujući tome ne moraju se izrađivati u monolitnoj, dvodimenzionalnoj izvedbi, nego u izvedbi složenoj u slojeve jedan na drugi, trodimenzionalnoj.
Iako to donosi mnoge prednosti, kao što smo gore vidjeli, jer se na vrlo mnogo područja poboljšavaju različiti parametri, proizvodnju čini skupljom i težom: kod pločica složenih jedna na drugu potrebno je precizno usklađivanje, u protivnom će biti mnogo škarta, što rezultira niskim iskorištenjem, a to dodatno poskupljuje ionako skuplju proizvodnju.
3D struktura, tj. vertikalno slaganje, otežava rješavanje hlađenja, jer se donja pločica može povezati s hladnjakom samo preko gornje, što zahtijeva kompromise. Izazov može biti i dizajn sklopova, tj. kod dvoslojnog dizajna teško je pravilno oblikovati signalne vodove i vodove za napajanje, što dodatno komplicira situaciju. Zbog navedenog ovu specijalnu proizvodnu tehnologiju isplati se primijeniti samo ako prednosti koje nudi nadoknađuju složeniju izvedbu i skuplju proizvodnju, u protivnom je proizvodnja gubitaš.
Dobra vijest može biti to što je prvi testni čip, koji zapravo nije velika i složena pločica, jer je izrađen u veličini nokta, još izrađen uređajima za osvjetljavanje tipa Low-NA, što može rezultirati jeftinijom i jednostavnijom proizvodnjom, budući da je ta tehnologija široko rasprostranjena i zrela.
Uz High-NA matematika bi već bila drukčija, jer je ondje maksimalna veličina pločice koja se može oblikovati u jednom koraku točno upola manja od one koja se maksimalno može stvoriti uz Low-NA, dakle u tom bi slučaju ionako složenu pločicu trebalo sastaviti od dvije polovice, što dodatno povećava troškove i može dodatno smanjiti iskorištenje. Ova generacija proizvodne tehnologije još može nastati uz Low-NA, ali kod razvoja sljedeće generacije uzet će se u obzir i posebnosti High-NA, u skladu s time izradit će se nova proizvodna tehnologija.
IBM-ova proizvodna tehnologija 7A mogla bi ući u masovnu proizvodnju u sljedećih 5 godina, ako sve dobro ide. Važno je naravno istaknuti da ovo nije gotova proizvodna tehnologija koja se može licencirati i brzo uvesti u masovnu proizvodnju, nego skup intelektualnog vlasništva, nacrta, patenata te istraživačke i razvojne dokumentacije, koje treba pretvoriti u konkretnu, u praksi primjenjivu proizvodnu tehnologiju
