美国的高容量输电网无法满足不断变化的系统的需求。2023 年,美国能源部 (DOE) 发布了《国家输电需求研究》(需求研究),该研究发现,到 2035 年,美国需要将区域内输电能力提高一倍以上,将区域间输电能力提高四倍。2 需求研究发现,为了连接不断变化的资源组合以保持整体电网可靠性,有必要扩大输电能力,特别是在极端天气事件不断增加的情况下。3 需求研究还发现,全国几乎所有地区都需要增加输电部署以满足需求增长,2023 年的负荷增长研究发现,与 2022 年和 2023 年的预测相比,全国 5 年的预测几乎翻了一番。4 扩大输电能力的必要性是许多独立研究的一致结论。5
违反摩尔法律计算绩效的限制正在努力跟上不懈的驱动力,以实现高性能芯片,因为性能瓶颈已经出现了,扩展范围在所有方面都达到了极限。扩展摩尔定律的一种方法是通过异质整合,这可以随着性能水平的提高铺平到未来设备的道路。随着芯片的变小,越来越强大,连接不断增长的晶体管数量的电线变得越来越薄且包装更密集。产生的阻力增加和过热会导致信号延迟,并限制中央处理单元(CPU)时钟速度。其他问题包括大规模集成电路(LSI)操作中的频率限制,与电池相关的电源限制和冷却问题。在改善移动计算和图形处理系统中的性能时,一个考虑因素是确保工作频率和功耗均未增加。另一个考虑因素是,通过功耗效率改善内存访问带宽,因此必须具有广泛的输入/输出(I/O)内存总线而不是高频接口。此外,随着系统性能的改善,此类系统中的内存能力变得越来越重要。3D芯片技术有助于解决几个问题,这些问题挑战了芯片的性能提高和加工尺寸的减少。这种方法通过称为晶圆键的过程在另一个芯片或集成电路(IC)上层。TSV还可以实现更有效的散热并提高功率效率。与此使用透过的硅VIA(TSV)制造方法垂直堆叠多个芯片组件,从而产生更快,更小和更低的CPU。