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下一次计算革命可能来自像摩天大楼一样堆叠芯片
通过将扁平硅芯片转变为密集堆叠的 3D 架构，研究人员可能已经开启了计算的未来。几十年来，半导体行业通过缩小晶体管并将更多晶体管安装到单个芯片上来提高计算能力。该策略推动了电子学领域的显着进步，但它现在正在接近基本物理 [...]
来源:SciTech日报通过将扁平硅芯片转变为密集堆叠的 3D 架构，研究人员可能已经开启了计算的未来。
几十年来，半导体行业通过缩小晶体管并将更多晶体管安装到单个芯片上来提高计算能力。这一策略推动了电子技术的显着进步，但它现在正在接近基本的物理极限。随着设备向原子尺度缩小，工程师必须应对材料特性的限制和量子力学的影响。
研究人员认为，下一个重大进步可能不是来自使芯片变得更小，而是来自于向上构建芯片。
伊利诺伊大学格兰杰工程学院的一个团队展示了一种将硅电路层直接堆叠在一起的新方法，从而创建紧凑的三维芯片，可以在使用更少的能源的同时提供更大的计算能力。他们的工作发表在《自然》杂志上，克服了长期以来阻碍这种方法广泛采用的一个主要障碍。
“以静态随机存取存储器这样简单的东西为例，它在 CPU 和 GPU 中通用。如今，在一个平面上需要六个称为晶体管的微电子设备来存储一位信息。通过垂直集成，您可以将它们分布在多个层上。这就像用高层建筑取代庞大的郊区：您获得相同的功能，但空间占用减少，同时使各层之间的通信更快、更高效，”伊利诺伊州格兰杰工程学院材料科学与工程教授 Qing Cao 说。
为什么计算机芯片需要新方向
60 多年来，半导体行业一直遵循摩尔定律，即芯片上的晶体管密度大约每两年翻一番。这一趋势已成为芯片制造商的指导目标，从而实现性能和效率的稳步提升。
这种进展正变得越来越难以维持。