Действительно, на 2026 год (сейчас январь 2026 года) индустрия полупроводников уже приближается к физическим пределам традиционной литографии и классической архитектуры транзисторов. Samsung, TSMC, Intel и другие гиганты активно работают над технологическими узлами в диапазоне 2 нм → 1,4 нм → 1 нм, но что будет дальше — после 1 нм?
Давай разберёмся поэтапно и заглянем примерно на 10 лет вперёд — до ~2035–2036 года.
🔬 1. Физический предел «нанометров»
- 1 нм ≈ размер нескольких атомов кремния (атом кремния — около 0,2 нм).
- На уровне ~1 нм электроны начинают проявлять сильные квантовые эффекты: туннелирование, нестабильность состояний, тепловые шумы.
- Это означает: мы почти достигли предела масштабирования по закону Мура в его классическом виде.
⚠️ Важно: термин «1 нм» сегодня — это маркетинговое обозначение, а не реальный физический размер элемента. Например, у TSMC «2 нм» на самом деле соответствует плотности транзисторов, эквивалентной ~18–20 Å (1,8–2 нм), но не буквально 1 нм.
🧪 2. Что придёт на смену «уменьшению»?
После исчерпания возможностей вертикального/горизонтального масштабирования начнётся переход к новым парадигмам:
✅ A. Новые архитектуры транзисторов
- GAAFET (Gate-All-Around FET) — уже используется в 3 нм и ниже (Samsung, TSMC).
- CFET (Complementary FET) — n- и p-транзисторы складываются вертикально, экономя площадь. Ожидается внедрение ~2028–2030.
- 2D-материалы (например, дисульфид молибдена MoS₂, графен): позволяют делать каналы толщиной в один атом, избегая проблем кремния на суб-1 нм уровнях.
✅ B. 3D-чипы и стекирование
- Вместо уменьшения транзистора — увеличение количества слоёв.
- Пример: TSMC SoIC, Intel Foveros, Samsung X-Cube.
- К 2030–2035: чипы могут иметь десятки слоёв логики + памяти, соединённых микробампами или монолитными интерконнектами.
✅ C. Квантовые и нейроморфные вычисления (нишевое применение)
- Не заменят классические процессоры, но будут использоваться для специфических задач:Квантовые ускорители — для криптографии, моделирования молекул.
- Нейроморфные чипы (как Intel Loihi, IBM NorthPole) — для ИИ с низким энергопотреблением.
✅ D. Фотонные и спинтронные технологии
- Фотонные чипы: передача данных светом вместо электронов → меньше нагрев, выше скорость.
- Спинтроника: использование спина электрона, а не заряда → потенциально сверхнизкое энергопотребление.
- Пока в лабораториях, но к 2035 могут появиться гибридные решения.
📈 3. Как будет выглядеть «техпроцесс» после 1 нм?
- Термин «нм» исчезнет как маркетинговая единица.
- Производители перейдут на новую систему обозначений:Например, «A14» (14 ангстрем) → «A7» → «A5» и т.д.
- Или вообще — «Gen 1, Gen 2...» (поколения GAAFET/CFET).
- Главный фокус сместится с размера на:Энергоэффективность (TOPS/W)
- Плотность транзисторов (MTr/mm²)
- Тепловыделение
- Стоимость производства
🌍 4. Роль Apple, Samsung, Google к 2035 году
- Apple: продолжит проектировать собственные чипы (A/ M-серии), но производство останется за TSMC. Возможно, инвестиции в 3D-стекирование и ИИ-ускорители.
- Samsung: будет бороться за лидерство в памяти (HBM4+, CTFET) и логике, но отставание от TSMC может сохраниться.
- Google: делает ставку на TPU + нейроморфные чипы для облака и edge-устройств (Pixel, Tensor).
- Все трое будут активно использовать chiplet-архитектуру (модульные чипы).
🔮 Прогноз на 2035 год:
Показатель
Прогноз
Минимальный техпроцесс
Эквивалент ~0.5 нм (но не в буквальном смысле)
Архитектура
CFET + 3D-стекирование (5–20 слоёв)
Материалы
Кремний + 2D-материалы (MoS₂, WS₂)
Вычисления
Гибрид: классические CPU/GPU + ИИ-ускорители + (возможно) квантовые сопроцессоры
Энергопотребление
Ключевой ограничитель — чипы будут «умнее», а не просто быстрее
Цена чипа
Растёт экспоненциально → рост популярности chiplet-подхода
💡 Вывод:
После 1 нм — не «0.5 нм», а новая эра вычислений.
Мы переходим от «делать транзисторы меньше» к «делать вычисления умнее» — через 3D, новые материалы, архитектуры и специализацию.
Закон Мура не умрёт — он трансформируется.
Дорожная карта техпроцессов до 2035 года
Вот условная дорожная карта (roadmap) техпроцессов в полупроводниковой индустрии до 2035 года, основанная на текущих планах TSMC, Samsung, Intel, ITRS и научных трендах. Учтены как реальные анонсы, так и обоснованные прогнозы.
🗺️ Дорожная карта техпроцессов: 2024 → 2035
2024
3 nm (TSMC N3E), 2 nm (Samsung SF2)
~22–25 Å (2.2–2.5 нм)
GAAFET (MBCFET у Samsung), EUV
Массовое внедрение GAA-транзисторов
2025
2 nm (TSMC N2)
~18–20 Å (1.8–2.0 нм)
GAAFET, High-NA EUV (частично)
TSMC лидирует; Samsung отстаёт
2026
A14 / "1.4 nm" (Intel 14A)
~14 Å (1.4 нм)
RibbonFET (GAA), PowerVia (backside power)
Intel делает ставку на backside power delivery
2027
A10 / "1.0 nm" (TSMC A10)
~10–12 Å (1.0–1.2 нм)
CFET (первые прототипы), 3D stacking
Переход к ангстремам вместо «нм»
2028–2029
A7 / "0.7 nm"
~7–8 Å
CFET (Complementary FET), monolithic 3D
Вертикальное совмещение n/p-MOS; плотность ×2
2030
A5 / "0.5 nm"
~5 Å (≈2–3 атома Si)
2D-каналы (MoS₂, WS₂), atomic-layer deposition
Кремний почти исчерпан; начинается эра 2D-материалов
2031–2033
Beyond A5
<5 Å
Гибридные CFET + 2D материалы, photonics interconnects
Оптические межсоединения внутри чипа
2034–2035
Post-Silicon Era
Атомный масштаб
Спинтроника, нейроморфные элементы, квантовые точки
Не универсальные CPU, а специализированные вычислительные блоки
🔑 Ключевые переходы:
🔄 2025–2027: От GAAFET к CFET
- GAAFET — транзисторы с «нанолентами», окружённые затвором со всех сторон.
- CFET — n- и p-транзисторы располагаются один над другим, экономя ~50% площади.
📦 2026–2030: Эра 3D-чипов
- Чипы станут «городами в высоту»: логика внизу, память сверху, ИИ-ускорители посередине.
- Пример: Apple M5 может быть 3D-stacked chiplet с HBM4e прямо на процессоре.
⚛️ 2030+: Посткремниевая эра
- Кремний не исчезнет полностью, но каналы транзисторов перейдут на 2D-материалы:MoS₂ (дисульфид молибдена) — толщина 0.65 нм (1 атом!).
- Лучшая подвижность электронов, меньше утечек.
💡 Параллельные тренды:
- High-NA EUV (Numerical Aperture): внедрение с 2025 (ASML NXE:3800E). Позволяет печатать детали <8 нм.
- Backside Power Delivery (Intel PowerVia, TSMC BSPDN): питание с обратной стороны чипа → меньше помех, выше частота.
- Chiplet-архитектура: AMD, Apple, Intel уже используют; к 2030 — стандарт для всех high-end чипов.
📉 Почему «нм» исчезнет?
- Уже сейчас «2 нм» ≠ 2 нм. Это маркетинг.
- К 2027–2028 все производители перейдут на ангстремы (Å) или поколения (Gen1, Gen2).
- Например:TSMC: N2 → A14 → A10 → A7
- Intel: Intel 18A → 14A → 10A → 7A
🌐 Кто лидирует?
Компания
Стратегия до 2035
TSMC
Лидерство в плотности и надёжности; ставка на CFET + 3D
Intel
Агрессивный рывок через RibbonFET + PowerVia + IDM 2.0
Samsung
Рискованные решения (MBCFET), но проблемы с выходом годных; фокус на памяти
GlobalFoundries / SMIC
Останутся на узлах ≥7 нм (спецрынки, automotive, IoT)
💎 Заключение:
2024–2027 — последняя гонка «нм».
2028–2035 — эра умных архитектур, а не просто маленьких транзисторов.
Главный ресурс будущего — не размер, а энергоэффективность и специализация.
Вот временная шкала (timeline) развития полупроводниковых техпроцессов с 2018 по 2035 год, где по оси X — годы, а по оси Y — плотность транзисторов в миллионах на квадратный миллиметр (MTr/mm²).
🔍 Что показывает график:
- Экспоненциальный рост плотности: с ~100 MTr/mm² в 2018 г. (7 нм) до ~2200 MTr/mm² к 2035 г. — это 22× рост за 17 лет.
- Переломные точки:2022–2024: переход на GAAFET (3 нм → 2 нм) — заметный скачок.
- 2027–2028: внедрение CFET — ускорение роста плотности.
- 2030+: использование 2D-материалов и атомарных каналов — выход за пределы кремния.
📌 Интересные ориентиры:
7 нм (2018)
100 MTr/mm²
Как весь iPhone 8 в одном мм² — невозможно, но даёт масштаб
2 нм (2025)
420 MTr/mm²
В 1 мм² — больше транзисторов, чем людей в США
A5 / 0.5 нм (2030)
1200 MTr/mm²
Плотность ≈ 1 транзистор на 0.8 мкм² — уже меньше бактерии!
2035 (Post-Si)
2200 MTr/mm²
Физический предел кремния пройден; новые законы физики в игре
💡 Заключение:
Хотя «нанометры» исчезнут из маркетинга, плотность и энергоэффективность станут главными метриками.
К 2035 году чип размером с ноготь сможет содержать триллионы транзисторов — как человеческий мозг по количеству синапсов (но совсем иной архитектуры).