堆叠式 3D 芯片:更快人工智能和更智能技术的游戏规则改变者

工程师们开发出了一种激动人心的新技术,它可能会彻底改变计算机芯片的制造方式,从而实现更快、更高效的人工智能系统。随着电子行业达到芯片上晶体管数量的极限,研究人员正在转向一种新方法——向上而不是向外构建芯片。这个想法类似于 […]堆叠式 3D 芯片:更快人工智能和更智能技术的游戏规则改变者首先出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告
图片来源:Unsplash+。
图片来源:Unsplash+。

工程师们开发出了一种激动人心的新技术,它可能会彻底改变计算机芯片的制造方式,从而实现更快、更高效的人工智能系统。

随着电子行业达到芯片上晶体管数量的极限,研究人员正在转向一种新方法——向上而不是向外构建芯片。

这个想法类似于用摩天大楼取代单层房屋,涉及将晶体管和半导体材料层堆叠在一起。

这种多层芯片可以处理更多数据并执行复杂功能,为先进的人工智能硬件铺平了道路。

目前,芯片建立在硅晶片上,硅晶片是其基底。然而,硅晶片厚而笨重,减慢了层间通信速度。

为了解决这个问题,麻省理工学院的工程师们开发出了一种新方法,完全消除了对硅晶片的需求。这项创新使芯片层能够更紧密地接触,从而实现更快、更高效的数据传输。

在发表于《自然》杂志的研究中,研究人员将高质量的半导体材料层直接堆叠在一起。

自然

这些材料被称为过渡金属二硫属化物 (TMD),是一种很有前途的硅替代品。与硅不同,TMD 即使在极小的规模下也能保持其性能,使其成为现代晶体管的理想选择。

研究人员克服了一个重大挑战:如何在低温下构建这些堆叠层。

高于 400 摄氏度的高温会损坏底层的精密电路。他们借用冶金学(金属科学)的技术,找到了一种在 380 摄氏度下生长 TMD 材料的方法。

这种新芯片设计消除了层间厚硅片的需求,而传统 3D 芯片则需要厚硅片。相反,堆叠的层可以直接通信,从而提高速度和效率。