MIT科学家发明3D芯片，将有助于人工视网膜开发

本周《自然》论文Three-dimensional integration of nanotechnologies for computing and data storage on a single chip报道了一种新的高能效、 高存储率的纳米电子系统，它将输入/输出、计算和数据存储能力集合在一块三维芯片上。这个系统与现存的硅基电路兼容，并且它能够帮助人们突破计算机领域的重大瓶颈：数据在片外存储器和片上逻辑电路之间转换的需求。为了让读者进一步了解他们的设备，作者展现该系统能够感知不同的气体和蒸汽（包括纯氮气和柠檬汁、伏特加与啤酒的蒸汽），能够将感应器的数据储存在超过一百万个RRAM元件中，并且用碳纳米管逻辑操作对其进行分类。

3D集成电路模型，能够感知周围不同的气体和蒸汽。第一层是气体感受器，第二层储存感受器产生的信号，第三层的计算电路利用机器学习技术识别气体或蒸汽，最后一层电路与其他层相配合来执行指定的操作。

Sherief Reda

在过去的几十年里，虽然计算机的功能越来越强大，但是一个主要的难题阻碍了计算机性能的进一步发展，那就是当前的技术要求计算机能以更高的速度处理大量的数据。

美国麻省理工学院的Max Shulaker和同事提出一种结合多种新型技术的三维纳米电子系统的模型。这个系统结合了碳纳米管传感器和应用了新兴记忆技术——可变电阻式内存（RRAM）的晶体管，以及传统硅电路。因此，它能够从外界捕捉大量数据，储存并处理捕捉到的数据，并且输出经过精准处理过的信息，这些全在同一个芯片中完成。

3D纳米电子系统及其局部放大图。

Shulaker et al.

在一篇相关新闻与观点文章中，美国布朗大学的Sherief Reda提出这项技术最终能够帮助开发相关应用，比如“拥有高性能人工智能的嵌入式智能摄像机，在血管中游泳和传送药物的智能机器人及人工视网膜。”ⓝ

Nature|doi:10.1038/nature22994

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Electronics: 3D integration advances computing

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Three-dimensional integration of nanotechnologies for computing and data storage on a single chip