Nature刊文：芯片研发可以“向上生长”突破摩尔定律！

近日，发表于《自然·电子学》（Nature Electronics）的一项研究表明，可以让芯片通过“向上生长”突破摩尔定律限制。
自20世纪60年代以来，要提升电子产品性能，关键在于将其基本构建单元晶体管做得更小，并更密集地集成在芯片上。这一趋势被著名的摩尔定律——微芯片上的组件数量每年都会翻一番。

然而，随着晶体管尺寸接近极限，摩尔定律在2010年左右开始失效，而亟需探索其他技术。沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学研究团队的思路是，突破这一限制的方法或许不是让芯片变小，而是向上堆叠，像建造摩天大楼一样将电路逐层堆叠，以提高芯片的集成密度和性能。
研究团队开发了一种六层堆叠式混合互补晶体管技术，用n型无机半导体（氧化铟）和p型有机半导体（C16IDT-BT）通过绝缘材料相隔，垂直堆叠成41层芯片。这种设计使得芯片的高度约为以往芯片的10倍，突破了传统芯片进一步微型化受到的限制。

为了测试其功能，该团队制作了600个性能相似且功能可靠的芯片，并用其中一些堆叠芯片实现了计算机或传感设备所需的一些基本操作。这些堆叠芯片展现的性能与一些未堆叠的传统芯片相当。这种新型芯片的制造过程比传统芯片制造更节能，并且这种芯片的堆叠高度理论上没有上限，只要投入足够的努力，可以继续增加层数。
这项研究表明，通过垂直堆叠半导体和绝缘材料，可以突破传统芯片制造的限制，绕过摩尔定律的瓶颈，同时推动电子设备的可持续发展。
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