美国斯坦福大学、卡内基梅隆大学、宾夕法尼亚大学及麻省理工学院工程师，与美国最大纯半导体代工厂SkyWater Technology合作，研发新型多层单片3D计算芯片，标志人工智能硬件重大突破。该成果于第71届IEEE国际电子器件年会（IEDM 2025）发表。

据悉，这款芯片在硬件测试与仿真中，性能比传统2D芯片高出近一个数量级（初步约4倍，未来多层设计最高12倍），尤其在AI工作负载下表现突出。其超薄组件垂直堆叠如摩天大楼楼层，垂直布线如高速电梯，实现创纪录的垂直互连密度，交织存储与计算单元，有效解决2D芯片“内存墙”瓶颈（内存稀疏、传输路径有限）。

斯坦福大学Subhasish Mitra教授（论文主要作者）表示，此创新开启芯片制造新时代，满足未来AI系统1000倍性能提升的需求，为EDP（能量延迟积）提升100-1000倍铺路，实现更高吞吐量与更低能耗。卡内基梅隆大学Tathagata Srimani教授补充，垂直集成大幅提升数据传输速度；宾夕法尼亚大学Robert M. Radway教授强调，紧密集成内存与逻辑可在更小空间实现更高性能。这是美国代工厂首次制造具明确优势的单片3D芯片，奠定本土半导体创新蓝图。