自动化技术|美国科学家将逻辑与存储芯片结合构建“多层”芯片

水暖之家讯：几十年来，“更小、更快、更便宜”已成为推动电子设备发展的魔咒。最近，美国斯坦福大学工程师又给它增加了第四个——更高。在12月15日至17日美国旧金山召开的电气和电子工程师协会(IEEE)国际电子设备大会上，斯坦福大学研究小组介绍了怎样构建一种“多层”芯片，能大大提高目前电路卡上单层的逻辑和存储芯片的性能。

斯坦福大学工程师开发出的四层“多层芯片”原型。底层和顶层是逻辑晶体管，中间是两层存储芯片层。垂直的管子是纳米级的电子“电梯”，连接逻辑层和存储层，让它们能一起工作解决问题。

左边是目前的单层电路卡，逻辑与存储芯片分隔在不同区，通过电线连接。就像城市街道，由于数据在逻辑区和存储区来来回回地传输，常会产生拥堵。右边是多层的逻辑芯片和存储芯片，形成一种“摩天大楼”式的芯片，数据通过纳米“电梯”实现立体传输，避免了拥堵。

电路卡就像繁忙的城市，在存储芯片上存储数据，通过逻辑芯片计算。当计算机繁忙时，连接逻辑芯片与存储芯片的线路就会发生“数字交通拥堵”，而“多层”芯片能终结这种拥堵。

这种新方案能在存储层上叠加逻辑层，紧密且互相连接，通过数千个纳米级的电子“电梯”在各层之间运输数据，将比目前单层逻辑芯片和存储芯片间的连线速度更快，耗电更少。

三项突破

这项研究由斯坦福大学电学工程与计算机科学教授萨博哈西斯˙米特拉和H-S˙菲利普˙翁等人负责。据研究小组介绍，他们的创新研究取得了三项突破：第一是制造晶体管的新技术，晶体管是微小的门，通过开关电流来代表1和0;第二是新型的计算机存储器，具有多层结构;第三是把制造逻辑门和存储器的新技术整合在一起，成为多层结构的新技术，这与以往的堆叠芯片完全不同。

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