隨著芯片制造商不斷縮小產品尺寸，他們正面臨芯片計算能力的極限。如今，一款打破紀錄的芯片巧妙地避開了這個問題，并可能帶來更加可持續的電子設備制造技術。

自20世紀60年代以來，要讓電子產品性能更強，就意味著其基本構建單元晶體管需要更小、更密集地封裝在芯片上。這一趨勢被著名的摩爾定律概括為“微芯片上的組件數量每年都會翻一番”。但這一規律在2010年左右開始“動搖”。沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的李曉航（音）和同事如今發現，解決這一難題的方法或許不是讓芯片繼續變小，而是向上堆疊。相關研究10月17日發表于《自然-電子學》。

研究人員設計了一種芯片，具有由兩種半導體構成的41個垂直層，這些半導體由絕緣材料隔開。這種晶體管堆疊的高度大約是以往制造的任何晶體管的10倍。為了測試功能，團隊制作了600個具有可靠相似性能的芯片，并用其中一些堆疊芯片實現了計算機或傳感設備所需的幾種基本操作。這些芯片的性能與一些非堆疊傳統芯片相似。

李曉航表示，制造這些堆疊層所需的能耗比傳統芯片低得多。團隊成員、英國曼徹斯特大學的Thomas Anthopoulos說，這種新芯片不一定會帶來新的超級計算機，但如果用于智能家電產品和可穿戴健康設備等常見設備，則可降低電子行業的碳足跡，同時每增加一層都能提供更多功能。

這種芯片能“長”多高？“真的沒有上限。我們可以一直做下去，只不過需要付出更多努力罷了。”Anthopoulos說。

美國普渡大學的Muhammad Alam表示，提高芯片在出現故障前能承受的溫度仍然存在工程上的挑戰。他形容，這有點像同時穿著幾件大衣卻還要保持涼爽，然而每多穿一件都會增加熱量。Alam認為，芯片溫度上限應從現有的50℃再提高30℃或更多，這樣才能在實驗室外使用。不過在他看來，電子設備在短期內要想取得進步，只能采取這種“垂直發展”的辦法。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41928-025-01469-0