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電子堆疊新技術造出多層芯片

來源:科技日報
2024-12-19 08:31 
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原標題:電子堆疊新技術造出多層芯片

美國麻省理工學院團隊在最新一期《自然》雜志上介紹了一種創新的電子堆疊技術。該技術能顯著增加芯片上的晶體管數量,從而推動人工智能(AI)硬件發展更加高效。通過這種新方法,團隊成功制造出了多層芯片,其中高質量半導體材料層交替生長,直接疊加在一起。

隨著計算機芯片表面容納晶體管數量接近物理極限,業界正在探索垂直擴展——即通過堆疊晶體管和半導體元件到多個層次上來增加其數量,而非繼續縮小單個晶體管尺寸。這一策略被形象地比喻為“從建造平房轉向構建高樓大廈”,旨在處理更多數據,實現比現有電子產品更加復雜的功能。

然而,在實現這一目標的過程中遇到一個關鍵障礙:傳統上,將硅片作為半導體元件生長的主要支撐平臺,體積龐大且每層都需要包含厚厚的硅“地板”,這不僅限制了設計靈活性,還降低了不同功能層之間的通信效率。

為了解決這個問題,工程師們開發了一種新的多層芯片設計方案,摒棄了對硅基板的依賴,并確保操作溫度保持在較低水平以保護底層電路。這種方法允許高性能晶體管、內存以及邏輯元件可以在任何隨機晶體表面上構建,而不再局限于傳統的硅基底。沒有了厚重的硅“地板”,各半導體層之間可以更直接地接觸,進而改善層間通信質量與速度,提升計算性能。

這項技術有望用于制造筆記本電腦、可穿戴設備中的AI硬件,其速度和功能性將媲美當前的超級計算機,并具備與實體數據中心相匹配的數據存儲能力。這項突破為半導體行業帶來了巨大潛力,使芯片能夠超越傳統限制進行堆疊,極大提升了人工智能、邏輯運算及內存應用的計算能力。

這項技術的出現,稱得上是半導體行業的一個重要里程碑。其不僅突破了現有材料和技術的限制,還預示著未來AI硬件可能實現的巨大飛躍——你手中的筆記本電腦速度和功能甚至可與當今超算相匹敵。這不僅是對消費電子產品的升級,更是對整個信息處理范式的革新,有望開啟一個計算資源更加普及且效能更高的時代。(記者 張夢然)

【責任編輯:張瑨瑄】
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