随着集成电路（IC）技术的不断进步，传统的晶片制造方式面临着电晶体密度和性能的瓶颈。为了应对这一挑战，晶片制造商开始寻求“向上发展”的方案，即通过堆叠电晶体与其他半导体元件，以提高计算能力。类似于将平房改建成摩天大楼，堆叠晶片的方式本应为半导体领域开辟新天地，但这项技术也遇到了一些制约。

传统的晶片堆叠技术通常需要每一层都依赖基板支撑，这一做法导致了电信号传输的延迟，制约了堆叠晶片的效率。为了突破这一限制，麻省理工学院（MIT）的一支研究团队在最新的研究中提出了一项全新的3D晶片堆叠方法，有望改变现有的制造流程。

根据MIT工程师在《自然》期刊上发布的最新研究，这项新技术通过一种创新的方式，成功地实现在没有硅基板的情况下，交替堆叠高质量的半导体材料层。具体来说，研究团队利用冶金学原理，通过在较低温度下生长单晶2D过渡金属二硫属化物（TMD）层，成功地绕过了传统堆叠技术中的温度限制。

过渡金属二硫属化物（TMD）材料被认为是硅的潜在替代品，其优越的电子性能使得它们成为小型化和高效能电晶体的理想材料。MIT团队的突破性进展使得这些材料可以在低至摄氏380度的温度下生长，这大大降低了传统方法中所需的高温工艺，从而避免了对底层电路的潜在损害。

此外，研究团队通过这种新方法成功制作了多层晶片，将两种不同的TMD材料交替堆叠。二硫化钼（MoS2）用于n型电晶体，而二硒化钨（WS2）则用于p型电晶体。这种方法不仅突破了以硅为中介层的传统堆叠方式，还大大提升了堆叠晶片的传输效率和性能。

这一技术突破为未来的人工智慧硬体设计提供了巨大的潜力。MIT的研究团队预测，采用这种新型3D晶片堆叠技术，可以显著提升包括穿戴式设备、笔记本电脑等在内的电子产品的运算能力，并且能够处理更大规模的数据，接近甚至超越当前超级计算机的性能。这对于加速人工智慧、机器学习和数据中心的发展具有重要意义。

MIT机械工程副教授金智焕（Jeehwan Kim）表示：“这项突破为半导体产业开辟了巨大的潜力。我们可以在没有传统限制的情况下堆叠晶片，这有望将人工智慧、逻辑运算与记忆体应用的计算能力提升几个数量级。”

这项研究不仅为未来的半导体制造技术提供了新的方向，也标志着一个可能改变计算机硬体设计和人工智慧应用的重大突破。随着这项技术的不断发展，未来的计算设备可能会变得更加小型化、高效能，甚至具备与当今超级计算机相媲美的能力。

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