41层3D堆叠芯片如何实现千分之一功耗？揭秘后摩尔时代新路径
11月5日消息，上世纪60年代以来，电子工业始终遵循着“越小越好”的发展规律。根据英特尔联合创始人戈登·摩尔在1965年提出的“摩尔定律”，集成电路中的晶体管数量大约每年翻一番。然而，这一趋势如今正逐渐逼近物理极限。
免费影视、动漫、音乐、游戏、小说资源长期稳定更新！ 👉 点此立即查看 👈
如今，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）教授李晓航（2008年本科毕业于华中科技大学，2015年博士毕业于佐治理工学院）领导的科研团队提出了一个看似简单却具有革命性意义的思路：既然芯片无法继续变薄，不如“向上建造”。
41层堆叠芯片问世
李晓航团队成功设计出一款具有41层垂直堆叠的半导体与绝缘层芯片，其高度约为现有芯片的十倍。这项成果已于10月17日发表于《自然·电子学》，不仅是制造工艺上的重要突破，也为更灵活、更高效、更可持续的新一代电子设备奠定了基础。
李教授解释说：“当我们在垂直方向堆叠六层或更多层晶体管时，就能在不缩小平面尺寸的情况下提高电路密度。以六层为例，我们可以在同一面积内集成多达600%的逻辑功能，同时实现更高性能和更低能耗。”
摩尔定律的瓶颈与新思路
自2010年前后起，芯片制造商开始遭遇物理瓶颈。李晓航指出：“传统硅基微电子中，摩尔定律正在触及物理极限，但创新仍在继续。我们不再单纯追求晶体管更小，而是在探索新材料、新架构和新方向，例如三维堆叠技术。”
晶体管摩天楼
李晓航将其团队面临的挑战比喻为“建造一座摩天大楼”：“可以把每一层晶体管看作大楼的一层，如果某一层不平整，整栋大楼都会变得不稳定。”研究的关键在于控制所谓的“界面粗糙度”，因为任何微小的不平整都可能破坏电子流动，严重影响芯片性能。
其团队的根本突破是开发出全新的制造策略，核心在于所有层的沉积都在接近室温的条件下完成，以防损伤下层结构。
李晓航解释道：“多数柔性或有机材料无法承受高温，而传统半导体工艺通常超过400℃，会导致这些材料熔化或变形。”通过低温制造，研究人员可使用塑料或聚合物基底，从而为未来的柔性电子器件奠定基础。
为验证设计的可行性，团队制造了600个样品芯片，性能表现一致。实验显示，这些堆叠芯片在实现相同运算功能的同时，功耗显著降低，仅为0.47微瓦。
应用前景：从可穿戴设备到“电子皮肤”
谈及未来应用，李晓航表示：“首批应用场景可能包括可穿戴健康传感器、智能标签和柔性显示屏，这些领域对低功耗与机械柔性尤为依赖。”从长远看，研究团队设想开发出可覆盖大面积的计算平面，即“电子皮肤”这类技术能在物体或建筑表面实现感知、处理与通信。
他补充道：“我们开发的电路面向那些对机械柔性、成本和可扩展性要求高于运算速度的系统。”在他看来，这项研究为计算技术打开了新方向：“它证明性能提升不只依赖于器件变小，还可以通过在三维空间中更智能、更高效地集成来实现。”
附论文地址：
https://www.nature.com/articles/s41928-025-01469-0
热门专题
热门推荐
加密货币行业翘首以盼的监管里程碑，终于有了实质性进展。美国证券交易委员会（SEC）主席保罗·阿特金斯（Paul Atkins）近日证实，那份允许加密项目在早期获得注册豁免权的“安全港”框架提案，已经正式送抵白宫，进入了最终审查阶段。 在范德堡大学与区块链协会联合举办的数字资产峰会上，阿特金斯透露了这
微策略Strategy报告：第一季录得144 6亿美元浮亏 再斥资约3 3亿美元买进4871枚比特币 市场震荡的威力有多大？看看Strategy的最新季报就明白了。根据其最新向美国证管会(SEC)提交的8-K报告，受市场剧烈波动影响，这家公司所持的比特币在第一季度录得了一笔惊人的数字——144 6亿
稳定币巨头Tether的动向，向来是加密世界的风向标。这不，它向Web3基础设施的版图扩张，又迈出了关键一步。公司执行长Paolo Ardoino在社交平台X上透露，其工程团队正在全力“烹制”一个新项目——去中心化搜索引擎 “Hypersearch”。这个消息一出，立刻引发了行业的广泛猜想。 采用D
基地位于Coinbase旗下以太坊Layer2网络Base的Seamless Protocol，日前正式宣告了服务的终结。这个曾经吸引了超过20万用户的原生DeFi借贷协议，在运营不到三年后，终究没能跑赢时间。它主打的核心产品是Integrated Leverage Markets（ILMs）——一
PAAL代币揭秘：深度解析Web3社区治理的核心钥匙 在去中心化自治组织的浪潮中，谁真正掌握了项目的话语权？PAAL代币提供了一套系统化的答案。它不仅是生态内流转的价值媒介，更是开启链上治理大门的核心凭证。通过持有并质押PAAL代币，用户能够对协议升级、资金分配乃至战略方向等关键事务投出决定性的一票