科技日報記者 張夢然
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。
總編輯圈點：
這項技術的出現，標志著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。
