IBM je dosegel zelo pomemben mejnik pri razvoju proizvodnih tehnologij, kar je trenutno prvenstvo v panogi, čeprav je okoli te tehnologije še veliko vprašanj, zato se zdaj se lahko opiramo le na javno dostopne podatke in parametre. Po objavi je IBM kot prvi prebil sanjsko mejo 1 nm, kar zadeva velikost proizvodnega procesa v polprevodniški industriji, in to ne le za malenkost, temveč bistveno: 10 angstremov so presegli vse do 7 angstremov, kar pomeni proizvodni proces 0,7 nm. Kot smo vajeni, ta vrednost tudi tokrat seveda ne pomeni velikosti konkretnih komponent, a kljub temu gre za pomemben korak naprej, ki so ga dosegli s kreativnimi metodami.
Proizvodni proces 0,7 nm prinaša precejšen napredek v primerjavi z IBM-ovo proizvodno tehnologijo 2 nm: s tehnologijo 7A je mogoče doseči do 50 % višjo zmogljivost oziroma do 70 % višjo energijsko učinkovitost, zaradi nove arhitekture tranzistorjev pa je mogoče gostoto celic SRAM povečati za 40 %, pri logičnih vezjih pa je izboljšanje glede na konkretno zasnovo lahko še večje, kar pomeni ogromno prednost v primerjavi z današnjimi proizvodnimi tehnologijami.
S kakšno metodo jim je torej uspel tolikšen korak? Inženirji podjetja so med raziskavami in razvojem ugotovili, da bi bilo vredno poskusiti tranzistorje tipa NFET in PFET tudi fizično ločiti med seboj, saj po klasičnem pristopu ti ležijo na isti silicijevi ploščici, kar preprečuje, da bi pri obeh hkrati dosegli večji napredek, ker bi to zahtevalo uporabo različnih materialov in različne rešitve, kar znotraj ene ploščice preprosto ne gre.
Zato je nastala tehnologija Nanostack Transistor, katere bistvo je, da se zdaj prvič ploščice s tranzistorji tipa p in tipa n izdelujejo z uporabo dveh ločenih silicijevih rezin, nato pa ti dve ploščici združijo z dielektrično vezjo, za kar na tem področju doslej ni bilo primera. Če oba tipa tranzistorjev ležita na eni ploščici, je njuno hkratno zmanjševanje vse težje.
Pri tranzistorjih tipa p in tipa n se nosilci naboja razlikujejo: medtem ko to vlogo pri tranzistorjih tipa p, torej PNP, zaradi pomanjkanja elektronov prevzamejo vrzeli, pri tranzistorjih tipa n, torej NPN, to nalogo opravljajo elektroni. Tranzistorji PNP so med drugim primerni za preklapljanje napajalne napetosti, tranzistorji NPN pa za ojačanje signalov in moči ter za hitro preklapljanje. Ta tipa tranzistorjev se razlikujeta po električnih lastnostih, polarnosti preklapljanja in drugih lastnostih, kar pomeni, da ju je, če ležita na isti silicijevi rezini, težko razvijati tako, da bi oba tipa enako veliko pridobila in oba delovala enako optimalno.
Zato ju je ekipa IBM tudi ločila, saj ju je tako mogoče razvijati in izdelovati neodvisno drug od drugega, kar razširja meje in možnosti, na koncu postopka pa inženirje čaka dodaten korak: obe silicijevi ploščici je treba natančno poravnati ena z drugo, nato pa med njima vzpostaviti ustrezno vez. Tranzistorji NPN in PNP se lahko zaradi tega izdelujejo ne v monolitni, dvodimenzionalni, temveč v med seboj naložni, tridimenzionalni izvedbi.
Čeprav to prinaša številne prednosti, kot smo videli zgoraj, saj se različni parametri izboljšajo na zelo veliko področjih, pa proizvodnjo podraži in oteži: pri naloženih ploščicah je potrebna natančna poravnava, sicer bo veliko izmeta, kar povzroča nizek izkoristek, to pa še dodatno podraži že tako dražjo proizvodnjo.
Tridimenzionalna zgradba, torej navpično nalaganje, otežuje reševanje hlajenja, saj je spodnja ploščica z hladilnikom lahko povezana le prek zgornje, kar zahteva kompromise. Izziv je lahko tudi zasnova vezij, saj je pri dvoslojni zasnovi težko ustrezno oblikovati signalne vodnike in vodnike za napajanje, kar situacijo dodatno zaplete. Zaradi navedenega se to posebno proizvodno tehnologijo splača uporabiti le, če prednosti, ki jih ponuja, odtehtajo zahtevnejšo izvedbo in dražjo proizvodnjo, sicer je proizvodnja nedonosna.
Dobra novica je lahko, da so prvi testni čip, ki pravzaprav ni velika in zapletena ploščica, saj je velik kot nohtek, izdelali še z osvetljevalnimi napravami tipa Low-NA, kar lahko pomeni cenejšo in preprostejšo proizvodnjo, saj je ta tehnologija široko razširjena in zrela.
Pri High-NA bi bil račun drugačen, saj je tam največja velikost ploščice, ki jo je mogoče upodobiti v enem koraku, ravno polovica tiste, ki jo je mogoče največ ustvariti z Low-NA, torej bi bilo v tem primeru že tako zapleteno ploščico treba sestaviti iz dveh polovic, kar dodatno povečuje stroške in lahko še zmanjša izkoristek. Ta generacija proizvodne tehnologije lahko nastane še z Low-NA, pri razvoju naslednje generacije pa bodo upoštevane tudi posebnosti High-NA, v skladu s tem pa bodo izdelali novo proizvodno tehnologijo.
Proizvodna tehnologija IBM 7A bi lahko v množično proizvodnjo vstopila v naslednjih 5 letih, če bo šlo vse po sreči. Seveda je treba poudariti, da to ni dokončna proizvodna tehnologija, ki bi jo bilo mogoče licencirati in hitro uvesti v množično proizvodnjo, temveč skupek intelektualne lastnine, načrtov, patentov ter raziskovalne in razvojne dokumentacije, ki jo je treba preoblikovati v konkretno, tudi v praksi uporabno proizvodno tehnologijo
