廣東
12月15日消息，據外媒Tom's hardware報道，近日，在美國SkyWater Technology 的商業晶圓廠，斯坦福大學、卡內基美隆大學、賓夕法尼亞大學和麻省理工學院的研究團隊，成功制造出首個在美國制造的單片3D芯片，可能為未來設備帶來高達1,000 倍能效提升。該團隊在12月6日至10日舉行的IEEE國際電子器件會議（IEDM 2025）上展示了他們的研究。
報道稱，該3D芯片通過將DRAM內存和邏輯單元直接疊加在一個連續的制造過程中，完全區別于傳統的2D芯片布局。需要強調的是，研究人員并不是將多個成品芯片組裝成一個封裝，而是通過低溫工藝在同一晶圓上順序構建每一層器件，設計成不損壞底層電路，形成密集的垂直互連網絡，縮短存儲單元與計算單元之間的數據路徑。
原型3D芯片在SkyWater 的200毫米晶圓生產線上采用成熟的90nm至130nm工藝制造。該堆棧集成了傳統硅CMOS邏輯、電阻性RAM層和碳納米管場效應晶體管，所有這些材料均在約415°C的熱預算下制造。 該研究團隊表示，早期的硬件測試顯示，與在類似延遲和占用面積下，吞吐量相比2D實現大約提高了四倍。
除了測量的硬件結果外，研究人員還通過模擬評估了更高的堆棧。具有額外內存和計算層的設計在人工智能風格的工作負載上顯示出高達12倍的性能提升，包括從Meta的LLaMA架構衍生的模型。該小組進一步認為，通過繼續擴大垂直集成而不是縮小晶體管，該架構最終可以在能效（速度和效率的綜合指標）方面實現100倍到1000倍的改進。
雖然學術實驗室之前已經展示了實驗性的3D芯片，但該團隊強調，這項工作的不同之處在于它是在商業鑄造環境中建造的，而不是在定制的研究生產線中建造的。參與該項目的SkyWater高管稱，這一努力證明了單片3D架構可以轉移到國內制造流程中，而不是局限于大學的潔凈室。
SkyWater Technology技術開發運營副總裁Mark Nelson表示：“將一個前沿的學術概念轉化為商業晶圓廠能夠打造的產品是一項巨大的挑戰。”
編輯：芯智訊-浪客劍
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