Récemment, une équipe de recherche composée d'ingénieurs de l'Université de Stanford, de l'Université Carnegie Mellon, de l'Université de Pennsylvanie et du MIT a annoncé une avancée majeure.Fabrication avec succès du premier prototype de circuit intégré 3D monolithique produit dans une fonderie commerciale aux États-Unis.Ce prototype de puce brise la disposition bidimensionnelle traditionnelle et utilise un seul processus continu pour empiler directement la mémoire et les circuits logiques verticalement.

Il est fabriqué à l'aide du processus mature de 90 nm à 130 nm de SkyWater sur sa ligne de production de 200 mm et intègre des circuits logiques CMOS en silicium traditionnels, des couches RAM résistives et des transistors à effet de champ en nanotubes de carbone.

De cette manière, le chemin des données entre l'unité de stockage et l'unité de calcul est considérablement raccourci, améliorant ainsi considérablement les performances.

Les premiers résultats des tests matériels publiés par l'équipe de recherche montrent que la structure empilée améliore le débit d'environ quatre fois par rapport aux implémentations 2D comparables avec une latence et une taille similaires.

En plus du matériel mesuré, des architectures à pile plus élevée ont été évaluées par simulation, et les résultats ont montré que les conceptions avec davantage de couches de mémoire et de calcul peuvent améliorer les performances jusqu'à 12 fois dans les charges de travail d'IA.

L'équipe a en outre souligné qu'en poursuivant l'intégration verticale plutôt qu'en réduisant aveuglément la taille des transistors, l'architecture devrait finalement permettre d'améliorer de 100 à 1 000 fois le produit de retard énergétique (une mesure combinée de vitesse et d'efficacité).

Alors que les laboratoires universitaires ont déjà démontré des puces 3D expérimentales, l’équipe souligne que la plus grande différence avec ce travail est qu’il a été fabriqué dans un environnement de fonderie commerciale plutôt que dans une chaîne de production de recherche personnalisée.