如下，小编翻译太差，都不如AI。

美国代工厂首个真正制造的3D芯片，采用碳纳米管晶体管和内存集成于单芯片上——未来器件的能量延迟产物性能有望提升多达1000倍
作者： 时间：2025-12-15


SkyWater制造的原型机展现了密集的垂直内存逻辑集成，并可测量和模拟AI加速。

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一个合作研究团队展示了据称这是美国商业代工厂制造的首款单片三维集成电路，报告其性能优于传统平面芯片设计。该原型由斯坦福大学、卡内基梅隆大学、宾夕法尼亚大学和麻省理工学院的工程师开发，并与SkyWater Technology合作制造。

该芯片通过将内存和逻辑直接叠加在一个连续的过程中，区别于传统的二维布局。研究人员没有将多个成品芯片组装成一个封装，而是通过低温工艺在同一晶圆上顺序构建每一层器件，设计成不损坏底层电路，形成密集的垂直互连网络，缩短存储单元与计算单元之间的数据路径。

原型机在天海200毫米生产线上制造，采用成熟的90纳米至130纳米工艺。该堆栈集成了传统硅CMOS逻辑、电阻性RAM层和碳纳米管场效应晶体管，所有这些材料均在约415°C的热预算下制造。 团队表示，早期硬件测试显示，吞吐量与类似延迟和占用的2D实现相比，提升了大约四倍。

仿真中性能提升十二倍
除了硬件测量结果外，研究人员还通过模拟评估了更高的堆叠。在AI风格工作负载（包括源自Meta的LLaMA架构的模型）上，拥有额外内存和计算层的设计性能提升了多达十二倍。该团队进一步认为，该架构最终可以通过继续垂直集成而非缩小晶体管，实现能量延迟积（速度与效率综合指标）提升100倍至1000倍。

虽然学术实验室此前已演示过实验性三维芯片，团队强调这项工作是在商业铸造环境中构建，而非定制研究线。参与该项目的高管将此举描述为证明，单一的3D架构可以转移到国内制造流程中，而非局限于大学的无损室。

“将一个前沿的学术概念转化为商业晶圆厂能够打造的产品是一项巨大的挑战，”合著者、SkyWater Technology技术开发运营副总裁Mark Nelson表示。

团队于12月6日至10日在IEEE国际电子器件会议（IEDM 2025）上展示了他们的研究成果。
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