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在芯片上筑起“高樓” 電子堆疊新技術(shù)或?qū)锳I硬件帶去新可能
2024年12月19日 10:48:29
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：4719
芯片是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的核心部件，其性能直接決定了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。而一般情況下，采用算力來(lái)量化芯片的性能。隨著近年來(lái)芯片技術(shù)的不斷進(jìn)步，芯片算力不斷提升的同時(shí)，能效比等關(guān)鍵指標(biāo)也得到了顯著的進(jìn)步。并且在整體設(shè)計(jì)上，芯片性能提升的同時(shí)，體積也得到了一定程度的控制，為電子設(shè)備的生產(chǎn)提供了重要的基礎(chǔ)。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】芯片是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的核心部件，其性能直接決定了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。而一般情況下，采用算力來(lái)量化芯片的性能。隨著近年來(lái)芯片技術(shù)的不斷進(jìn)步，芯片算力不斷提升的同時(shí)，能效比等關(guān)鍵指標(biāo)也得到了顯著的進(jìn)步。并且在整體設(shè)計(jì)上，芯片性能提升的同時(shí)，體積也得到了一定程度的控制，為電子設(shè)備的生產(chǎn)提供了重要的基礎(chǔ)。
然而，無(wú)論是算力還是整體體積控制，都是基于芯片表面容納晶體管的能力。時(shí)至今日，計(jì)算機(jī)芯片表面容納晶體管數(shù)量已經(jīng)接近物理極限，這也就意味著，再繼續(xù)依賴(lài)傳統(tǒng)工藝，在保證體積控制的前提下，芯片算力已經(jīng)很難得到巨大提升。這也間接成為了限制計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。尤其是在AI技術(shù)嚴(yán)重依賴(lài)芯片算力的今天，這一瓶頸帶來(lái)的影響其實(shí)非常巨大。也正因如此，如何在芯片性能上獲得提升，成為了該領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)。近日，美國(guó)麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)介紹了一種創(chuàng)新的電子堆疊技術(shù)，這種技術(shù)或?qū)⒔o芯片設(shè)計(jì)帶去全新可能，并推動(dòng)AI硬件高效發(fā)展。
據(jù)悉，該電子堆疊技術(shù)是在芯片上探索垂直擴(kuò)展的一次成功嘗試。其本質(zhì)是通過(guò)堆疊晶體管和半導(dǎo)體元件來(lái)實(shí)現(xiàn)單個(gè)芯片上晶體管數(shù)量，從而增強(qiáng)其性能。然而為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，該技術(shù)其實(shí)解決了非常多的基礎(chǔ)難題。
例如，傳統(tǒng)芯片采用硅片作為半導(dǎo)體元件生長(zhǎng)的主要支撐平臺(tái)，這種結(jié)構(gòu)在單層的時(shí)候不會(huì)有什么問(wèn)題，但是當(dāng)需要設(shè)計(jì)多層結(jié)構(gòu)時(shí)，硅片的體積劣勢(shì)就會(huì)體現(xiàn)出來(lái)，多層硅帶來(lái)的厚度不但影響了芯片設(shè)計(jì)靈活性，還會(huì)限制不同功能層之間的通信效率，本末倒置。
為此，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)改變了思路，提出了一種在足夠低的溫度下構(gòu)建芯片方法。這種方法采用由過(guò)渡金屬二硫?qū)僭鼗锝M成的單晶溝道材料，來(lái)保護(hù)電子元件，摒棄了對(duì)硅基板的依賴(lài)，允許高性能晶體管、內(nèi)存以及邏輯元件在任何隨機(jī)晶體表面構(gòu)建。并且功能層之間接觸更加直接，因此層間通信質(zhì)量與速度均能夠得到保障，芯片的體積由得到了合理的控制。
盡管，從生產(chǎn)成本的角度考慮，該技術(shù)普及還需要一段時(shí)間，但是這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)卻給計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打開(kāi)了新的方向。尤其是在如今越來(lái)越多的設(shè)備開(kāi)始引入AI，AI對(duì)于計(jì)算機(jī)算力的需求日漸提升的趨勢(shì)下，該技術(shù)投入到生產(chǎn)后，很大概率會(huì)沖擊到未來(lái)AI硬件的性能。或許在不遠(yuǎn)的將來(lái)，我們手中的小型計(jì)算機(jī)設(shè)備，也能因此，獲得不亞于如今大型計(jì)算機(jī)的性能，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)更好的為我們的生活、工作服務(wù)。
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