随着芯片制造商不断缩小产品尺寸，他们正面临芯片计算能力的极限。如今，一款打破纪录的芯片巧妙地避开了这个问题，并可能带来更加可持续的电子设备制造技术。

自20世纪60年代以来，要让电子产品性能更强，就意味着其基本构建单元晶体管需要更小、更密集地封装在芯片上。这一趋势被著名的摩尔定律概括为“微芯片上的组件数量每年都会翻一番”。但这一规律在2010年左右开始“动摇”。沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的李晓航（音）和同事如今发现，解决这一难题的方法或许不是让芯片继续变小，而是向上堆叠。相关研究10月17日发表于《自然-电子学》。

研究人员设计了一种芯片，具有由两种半导体构成的41个垂直层，这些半导体由绝缘材料隔开。这种晶体管堆叠的高度大约是以往制造的任何晶体管的10倍。为了测试功能，团队制作了600个具有可靠相似性能的芯片，并用其中一些堆叠芯片实现了计算机或传感设备所需的几种基本操作。这些芯片的性能与一些非堆叠传统芯片相似。

李晓航表示，制造这些堆叠层所需的能耗比传统芯片低得多。团队成员、英国曼彻斯特大学的Thomas Anthopoulos说，这种新芯片不一定会带来新的超级计算机，但如果用于智能家电产品和可穿戴健康设备等常见设备，则可降低电子行业的碳足迹，同时每增加一层都能提供更多功能。

这种芯片能“长”多高？“真的没有上限。我们可以一直做下去，只不过需要付出更多努力罢了。”Anthopoulos说。

美国普渡大学的Muhammad Alam表示，提高芯片在出现故障前能承受的温度仍然存在工程上的挑战。他形容，这有点像同时穿着几件大衣却还要保持凉爽，然而每多穿一件都会增加热量。Alam认为，芯片温度上限应从现有的50℃再提高30℃或更多，这样才能在实验室外使用。不过在他看来，电子设备在短期内要想取得进步，只能采取这种“垂直发展”的办法。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41928-025-01469-0