一塊不起眼的小小晶片，裡面裝有大量為全世界技術提供動力的積體電路(IC)，您可以在其中安裝多少個電晶體？1971年，第一個微處理器由2,300個電晶體組成，但今天的矽可以擁有超過1,000億個電晶體。在摩爾定律衰落之前，IC上可封裝的電晶體數量大約每兩年翻一倍，晶片設計的聖杯是盡可能小，但IC設計在物理定律上遇到了阻礙。當今最小的實用電晶體直徑僅為兩奈米(nm)，比典型的原子稍大一些。

當我們試圖跨越這堵牆並繼續在晶片設計方面進行創新時，我看到了半導體行業中我們應該關注的一些趨勢。有些技術(例如雲端)已經發展多年，並且正在像傳統資料中心運算一樣標準化，而另一些技術(例如人工智慧(AI)和機器學習)仍處於起步階段，但幾乎滲透到人類技術發展的每個領域。

半導體設計趨勢#1：延伸向天空

如今，IC設計人員不再將電晶體製造得更小並封裝得更密集，而是不斷增大電晶體的尺寸。他們正在採用多層結構並堆疊最新一代的半導體。與城市規劃者一樣，當IC設計師沒有足夠的水平空間來建造時，自然的解決方案就是向上擴展。

垂直堆疊可以為3D IC提供額外的功能、減小外形尺寸並提高互連密度，但堆疊也會帶來挑戰，包括熱管理。堆疊引起的熱應力(過熱)可能會導致性能問題和機械故障，最終影響組織的生產力、產品質量和上市時間。CPU冷卻在任何系統中都是一個問題，當電晶體堆疊在一起且暴露的表面積較小時，這一問題尤其明顯。Altair了解當今半導體行業面臨的挑戰，因此我們的解決方案可以幫助設計人員優化熱管理策略並促進3D IC技術在先進電子系統中的實施。

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