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MIT研发电子堆叠技术：芯片晶体管数量突破性增长，AI硬件效能媲美超级计算机
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，通过垂直扩展晶体管密度，为人工智能硬件发展开辟新路径。
技术突破：多层芯片的垂直革命
核心方法：团队成功制造多层芯片，通过交替生长高质量半导体材料层并直接堆叠，突破传统平面布局限制。
技术对比：
传统芯片依赖缩小晶体管尺寸提升性能，已接近物理极限；
新技术转向“立体建造”，通过堆叠晶体管和半导体元件实现指数级密度增长。
传统局限：硅基板的“平房困境”
问题根源：传统硅片作为生长平台，每层需附加厚重硅“地板”，导致：
设计灵活性受限，难以实现异质结构集成；
层间通信效率低下，信号传输延迟显著。
创新方案：无基板设计与低温工艺
关键改进：
摒弃硅基板：允许在任意晶体表面直接构建高性能元件（如晶体管、内存、逻辑电路）；
低温操作：保护底层电路免受热损伤，提升制造良率；
层间直接接触：消除厚重硅层阻碍，通信速度与质量显著提升。
应用前景：从笔记本到数据中心的计算革命
消费电子：笔记本电脑、可穿戴设备将搭载AI硬件，性能媲美超级计算机；
数据中心：单设备存储与计算能力匹敌实体数据中心，推动分布式计算架构普及；
行业影响：半导体行业突破材料与技术限制，为AI、逻辑运算及内存应用提供全新扩展维度。
技术里程碑：重塑信息处理范式
性能飞跃：
晶体管密度指数级增长，单位面积算力大幅提升；
能效比优化，降低高性能计算能耗。
战略意义：
推动AI硬件小型化与普及化，使超级计算能力触手可及；
开启“计算资源民主化”时代，赋能自动驾驶、医疗诊断等前沿领域。
来源：科技日报（记者 张梦然）
技术亮点标注：
垂直堆叠：突破平面物理极限，晶体管密度指数级增长
无基板设计：任意晶体表面构建元件，设计灵活性提升
低温工艺：保护底层电路，制造良率与可靠性优化
层间直连：通信速度提升，信号延迟降低
应用场景：消费电子AI化、数据中心去中心化
传统结构：硅片基底 + 厚重硅层 + 平面晶体管
MIT创新：多层半导体直接堆叠 + 层间高速通信通道
性能对比：相同体积下，晶体管数量提升10倍+，算力媲美超级计算机
