美国麻省理工学院团队在最新一期《自然》杂志上介绍了一种创新的电子堆叠技术。该技术能显著增加芯片上的晶体管数量,从而推动人工智能(AI)硬件发展更加高效。通过这种新方法,团队成功制造出了多层芯片,其中高质量半导体材料层交替生长,直接叠加在一起。

　　随着计算机芯片表面容纳晶体管数量接近物理极限,业界正在探索垂直扩展——即通过堆叠晶体管和半导体元件到多个层次上来增加其数量,而非继续缩小单个晶体管尺寸。这一策略被形象地比喻为“从建造平房转向构建高楼大厦”,旨在处理更多数据,实现比现有电子产品更加复杂的功能。

　　然而,在实现这一目标的过程中遇到一个关键障碍:传统上,将硅片作为半导体元件生长的主要支撑平台,体积庞大且每层都需要包含厚厚的硅“地板”,这不仅限制了设计灵活性,还降低了不同功能层之间的通信效率。

　　为了解决这个问题,工程师们开发了一种新的多层芯片设计方案,摒弃了对硅基板的依赖,并确保操作温度保持在较低水平以保护底层电路。这种方法允许高性能晶体管、内存以及逻辑元件可以在任何随机晶体表面上构建,而不再局限于传统的硅基底。没有了厚重的硅“地板”,各半导体层之间可以更直接地接触,进而改善层间通信质量与速度,提升计算性能。

　　这项技术有望用于制造笔记本电脑、可穿戴设备中的AI硬件,其速度和功能性将媲美当前的超级计算机,并具备与实体数据中心相匹配的数据存储能力。这项突破为半导体行业带来了巨大潜力,使芯片能够超越传统限制进行堆叠,极大提升了人工智能、逻辑运算及内存应用的计算能力。

　　总编辑圈点

　　这项技术的出现,称得上是半导体行业的一个重要里程碑。其不仅突破了现有材料和技术的限制,还预示着未来AI硬件可能实现的巨大飞跃——你手中的笔记本电脑速度和功能甚至可与当今超算相匹敌。这不仅是对消费电子产品的升级,更是对整个信息处理范式的革新,有望开启一个计算资源更加普及且效能更高的时代。（科技日报记者 张梦然）

　　

　　（编辑：王小莉）

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