在美国SkyWater Technology的商业芯片厂，斯坦福大学、卡内基梅隆大学、宾夕法尼亚大学和麻省理工学院的工程师团队，成功制造出首个单片式3D集成电路，可能为未来设备带来高达1,000倍能效提升（速度与效率综合指标）。原型芯片由团队共同开发，卡内基梅隆大学助理教授Tathagata Srimani领导CNFET（纳米碳管场效晶体管）与RRAM（电阻式RAM）技术集成。
这款芯片突破传统二维布局，将内存和逻辑单元直接堆栈，形成连续制程。研究人员在同一芯片上逐层构建，使用低温制程避免损坏底层电路，实现密集垂直互联，缩短数据传输路径。
原型于SkyWater的200mm生产线制造，采用90nm至130nm制程，结合硅CMOS逻辑、RRAM层与CNFET，所有组件在415°C热预算下完成。测试显示，吞吐量比相似2D实现提升约4倍（相同延迟与占地面积）。
模拟更高堆栈设计在AI工作负载（如Meta LLaMA模型）显示12倍性能提升，未来通过垂直扩展可达100-1,000倍能效。SkyWater技术开发运营副总裁Mark Nelson表示，将尖端学术概念转化为商业芯片厂产品是一项巨大挑战，证明此架构可转移至国内制造，而非限于大学洁净室。
团队于IEEE IEDM 2025（12月6-10日）展示成果，此为商业环境下3D芯片首例。
（图片来源：宾夕法尼亚大学）
