据《华盛顿邮报》《今日硅谷》等权威媒体报道,由帝国理工学院黄敬博博士领衔的跨国科研团队,与麻省理工学院Sze团队合作开发的3D-MLV芯片模块通过初步测试。首次实现神经网络训练单元与存算模块的原子级三维堆叠,将传统芯片算力密度提升两个数量级。
技术突破:重构芯片“垂直生态”
此次测试验证了黄敬博团队自主研发的KYEG多维异构集成技术与Sze实验室低功耗AI加速器设计的深度融合。通过将计算单元、存储模块与神经网络处理器以“积木式”三维堆叠方式集成,MLV架构实现了:
1.算力密度提升15倍:单位体积内晶体管数量突破传统2D芯片物理极限;
2.能效比优化50%:动态电压调节技术使高负载运算能耗降低;
3.延迟缩减70%:层间光互连技术实现纳秒级数据传输。
“这如同在芯片内部构建了一个垂直城市,”Sze在研讨会上表示,“每一层模块可独立升级,系统生命周期延长,硬件迭代成本降低。”黄敬博补充道:“MLV架构为边缘AI设备提供了前所未有的计算密度与能效平衡。”
现象级的3D-MLV芯片模块
1.原子级键合三维堆叠
突破传统平面集成限制,通过垂直方向128层芯片堆叠,实现计算单元与存储模块的零距离交互,消除冯·诺依曼瓶颈。
2.性能飞跃
在1mm³空间内达成10^15FLOPS,相当于将超算中心算力压缩至指尖芯片,实测能耗降低87%。
3.热管理突破(纳米级微腔相变冷却)
采用梯度微流道设计,解决超多层堆叠热失控难题,芯片满负荷温度稳定在<85℃。
行业影响:重构半导体产业格局
据市场研究机构YoleDéveloppement预测,3D堆叠芯片市场规模将在2027年突破220亿美元,广泛应用于数据中心、AR/VR、医疗健康及高性能计算领域等。黄敬博透露,团队下一代产品将整合光子计算与存算一体技术,目标在2027年实现算力密度再提升30倍。
“我们不是在突破物理极限,而是在重新定义游戏规则。”这位青年科学家的话,或许正预示着半导体产业的下一个黄金时代。