IBM 在 2023 年 IEEE 国际电子器件会议 (IEDM) 上展示了一种概念纳米片晶体管，该晶体管在 77 开尔文（-196 °C）的氮沸点下性能提高了近 100%。鉴于液氮的制造、安全运输、存储和使用已经相对工业化和规模化，这一研发成果有可能开启在液氮冷却条件下实现顶级性能的新型芯片。
只要为数据中心开发出一种新型冷却解决方案，新一代人工智能高性能计算加速器就能在液氮环境下将性能瞬间提高一倍。
纳米片晶体管是鳍式场效应晶体管（FinFET）进化的下一步，自 16 纳米以来，鳍式场效应晶体管一直在推动半导体代工厂的发展，其技术极限可能会在 3 纳米达到。纳米片有望在台积电 N2 和英特尔 20A 等 2 纳米级节点上首次亮相。
在 77 K 的工作温度下，由于电荷载流子散射较少，从而降低了功耗，IBM 的纳米片器件据称可将性能提高近一倍。减少散射可降低导线中的电阻，让电子更快地通过器件。在降低功耗的同时，器件可以在给定电压下驱动更大的电流。冷却还能提高器件导通和关断位置之间的灵敏度，因此在两种状态之间切换所需的功率较小，从而降低了功率。功耗降低意味着晶体管宽度可以减小，从而提高晶体管密度或缩小芯片尺寸。
目前，IBM 正在与晶体管的阈值电压这一技术难题作斗争，阈值电压是在源极和漏极之间形成导电通道所需的电压。
