改美国研发多层芯片将逻辑与存储芯片结合构建

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。

今日视点

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。

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富力如今已经是2015赛季亚冠正赛的一员,这也意味着球队会在这个春天变得非常繁忙。不仅下周二就要在客场挑战J联赛冠军大阪钢巴,3月3日还要回到越秀山迎战泰超球队武里南,而3月7日就是中超揭幕战,富力还要赴杭州对阵杭州绿城。如此高密度的赛程安排对富力来说是很大的挑战。富力俱乐部官员介绍说:时间真的很紧张,但我们必须克服这些。完全不同。

这项研究还在早期阶段，但我们的设计和制造技术是可升级的。 米特拉说， 随着今后的发展，这种结构将会使计算机性能大大提高，超过现有任何计算机。

翁说，这种芯片的原型已在去年的国际电子器件大会（IEDM）上展出过，显示了怎样把逻辑和存储芯显示“政治场上没有永远的朋友片结合到一种能大规模生产的三维结构上。可以说，这改变了芯片的范式。 有了这种新结构，电子制造业会把你手中的计算机变成强大的超级计算机。

碳纳米管造逻辑层

工程师几十年前就已造出了。但无论还是平板电脑都会发热，放出热量的大小也能显示其内部问题。即使把它们关上，有时也会有电从硅晶体管中泄露。用户会感觉到热，对系统本身来说，这种泄露也会耗尽电池，浪费电力。研究人员正致力于解决这一难题，比如用碳纳米管（CNT）晶体管。

碳纳米管非常纤细，20亿根才有一根头发粗细，所以漏电要比硅少得多。在米特拉和翁的第二篇会议论文中，介绍了他们是怎样制造性能最高的碳纳米管晶体管的。用以往的生产碳纳米管的标准工艺，造出的纳米管密度不够致密。他们攻克了这一难题，开发出一种灵活的技术，能把足够多的碳纳米管打包在足够小的面积里，以制造有用的芯片。