2025年12月15日，一支由多所高校工程研究人员组成的合作团队宣布在集成电路领域取得重要进展，成功研制出美国首个在商业代工厂环境中制造的单片三维集成电路原型。该芯片突破了传统平面结构的设计限制，采用一体化连续工艺，将存储单元与逻辑电路以垂直方式直接堆叠集成。
这一原型基于成熟的90纳米至130纳米制程技术，在200毫米晶圆生产线上完成制造，整合了标准硅基CMOS逻辑电路、电阻式存储层以及碳纳米管场效应晶体管等多种组件。通过将计算与存储功能在三维空间内紧密集成，显著缩短了二者之间的数据传输路径，从而有效提升整体运行效率。
初步硬件测试表明，相较于具有相近延迟特性和物理尺寸的二维同类设计，该三维架构的数据吞吐能力提升了约四倍。进一步通过仿真对更高层数的堆叠结构进行评估发现，在面向人工智能类工作负载时，具备更多计算与存储层级的系统性能增益可达十二倍。
研究团队表示，该技术路径强调通过增强垂直集成度而非单纯依赖晶体管微缩来推进芯片性能，未来有望在能量延迟积这一综合衡量计算速度与能效的关键指标上实现百倍至千倍的优化潜力。
尽管此前已有学术机构在实验室环境下展示过三维芯片的概念验证，但此次成果的独特之处在于其完全基于现有商业代工平台实现制造，未依赖专用或定制化的研发生产线，展现出更强的产业化可行性。
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