IBM und ein Team um OpenAI haben diese Woche unabhängig voneinander bahnbrechende Fortschritte in der Halbleitertechnik vorgestellt. Während IBM die Grenze des physikalisch Machbaren verschiebt, zielt eine neue Chip-Entwicklung auf die wachsende Nachfrage nach effizienter KI-Rechenleistung ab.
IBM durchbricht die 1-Nanometer-Marke
Forscher des US-Konzerns haben am Mittwoch die weltweit erste 0,7-Nanometer-Chip-Architektur präsentiert. Möglich macht das eine neuartige 3D-Transistorstruktur namens „Nanostack“, bei der nanoskalige Schichten vertikal und versetzt übereinander gestapelt werden. Das Ergebnis ist eine beispiellose Packungsdichte: Rund 100 Milliarden Transistoren passen auf einen Chip in Fingernagelgröße – doppelt so viele wie noch bei IBMs 2-Nanometer-Generation aus dem Jahr 2021.
Die neue Technologie verspricht entweder eine 50 Prozent höhere Leistung oder einen um 70 Prozent geringeren Energieverbrauch im Vergleich zu aktuellen 2-Nanometer-Designs. Zudem verbessert sich die Skalierung von SRAM-Speicherzellen um 40 Prozent – ein entscheidender Faktor für speicherintensive Anwendungen.
Hergestellt wurde der Prototyp mit High-NA-EUV-Lithografie, dem modernsten Belichtungsverfahren. Doch bis zur Massenproduktion sind noch Hürden zu nehmen: Die thermische Belastung muss unter 400 Grad Celsius bleiben, und die Fertigungsausbeute muss industriellen Standards genügen. Branchenexperten rechnen mit einer Markteinführung in fünf bis zehn Jahren. Sollte das gelingen, ließe sich die Ära des Mooreschen Gesetzes um weitere zehn bis fünfzehn Jahre verlängern.
„Jalapeño“: OpenAIs scharfer KI-Beschleuniger
Parallel dazu haben OpenAI und Broadcom einen Spezialchip vorgestellt, der genau auf die Bedürfnisse großer Sprachmodelle zugeschnitten ist. Der „Jalapeño“ genannte Prozessor optimiert die sogenannte Inferenz-Phase – also den Moment, in dem ein KI-Modell eine Antwort berechnet. Das Hauptproblem bisheriger Hardware: Daten müssen ständig zwischen Speicher und Recheneinheit hin- und hertransportiert werden, was Zeit und Energie kostet. Jalapeño soll diese Engpässe drastisch reduzieren.
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Die Entwicklung verlief rekordverdächtig: Vom ersten Design bis zur Fertigstellung des sogenannten Tape-Out vergingen nur neun Monate. Erste Muster laufen bereits mit GPT-5.3-Codex-Spark, einer der neuesten KI-Modelle von OpenAI. Erste Tests deuten auf eine deutlich bessere Leistung pro Watt hin als bei aktuellen KI-Grafikprozessoren. Die Kosten für Inferenz-Aufgaben könnten sich um rund 50 Prozent reduzieren.
Hinter dem Projekt steht ein breites Bündnis: Broadcom zeichnet für das Chip-Design und die Netzwerkanbindung verantwortlich, TSMC übernimmt die Fertigung der Wafer, Celestica baut die Server-Racks, und Microsoft bereitet den großflächigen Einsatz vor. Broadcom-CEO Hock Tan kündigte bereits erste Gigawatt-große Rechenzentren für Ende 2026 an.
Zwei Wege in die Zukunft
Beide Ankündigungen zeichnen langfristige Perspektiven für die Halbleiterindustrie. OpenAI und Broadcom planen bereits einen Nachfolger für 2028 – Jalapeño ist nur der erste Schritt einer mehrgenerationalen Plattform.
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IBM wiederum sieht in der Nanostack-Architektur einen fundamentalen Neuanfang. Das vertikale Design vereinfacht die Verdrahtung und erlaubt die unabhängige Optimierung von n- und p-Typ-Transistoren. Das Unternehmen hält eine Skalierung bis auf 0,1 Nanometer (ein Angström) im nächsten Jahrzehnt für möglich – und damit eine Verlängerung des Mooreschen Gesetzes bis ins Jahr 2040.
Während die ersten Server mit OpenAIs Jalapeño-Chips noch in diesem Jahr ans Netz gehen sollen, steht IBMs 0,7-Nanometer-Technologie noch am Anfang eines langen Entwicklungswegs.
