近日，斯坦福大学、卡内基梅隆大学等四所顶尖高校的工程师团队，联合美国半导体代工厂 SkyWater Technology，成功打造出美国首颗商业代工厂制造的单片 3D 集成电路原型，实测性能较传统平面芯片提升四倍，为半导体行业突破物理瓶颈开辟新路径。
这款芯片彻底抛弃传统二维布局，以创新的单一连续工艺实现核心突破。研究团队并未采用 “多芯片组装封装” 的常规思路，而是通过低温工艺在同一晶圆上逐层构建器件层，415℃的热预算可避免损坏底层电路，最终形成高密度垂直互连网络，大幅缩短存储与计算单元的数据传输路径，从根源上破解了平面芯片的 “内存墙” 难题。
这款原型芯片采用 SkyWater 90nm-130nm 成熟工艺，于 200mm 生产线量产，集成硅 CMOS 逻辑电路、电阻式 RAM 层及碳纳米管场效应晶体管三大核心组件。早期测试显示，其吞吐量较同延迟、同尺寸二维方案提升约四倍。
仿真验证显示，增加内存与计算堆叠层数后，该架构在 AI 工作负载上可实现高达 12 倍性能提升；长远来看，通过扩展垂直集成，有望让芯片能量延迟积实现 100 倍 - 1000 倍突破。
该产品核心优势在于实现商业代工厂量产，而非局限于研究生产线。SkyWater 相关负责人表示，此次突破证明单片 3D 架构能落地商业生产流程，为美国半导体创新奠定基础。
亿配芯城（ICgoodFind）总结：单片 3D 芯片量产落地，将重塑半导体技术路线，加速 AI 等领域硬件升级。
