2025年4月18日晚，信科“E席谈”青年学术沙龙第三十期活动在理科一号楼1127学生活动室顺利举办。北京大学电子学院助理教授、博士生导师、博雅青年学者陈荣梅老师受邀进行了以“中国芯片弯道超车的机会之‘3D芯片工艺与设计’”为主题的分享。本次沙龙由学院青年志愿者协会蒋康悦同学主持，院团委书记吕媛老师参加了本次活动。

沙龙现场

首先，陈老师介绍了传统芯片发展面临的困境。晶体管尺寸逼近物理极限，互连线微缩困难，导致芯片发展遭遇了“功耗墙”和“密度墙”。同时，国外对我国严格管控5nm EUV光刻设备（国内无法加工出来，未来5～10年也许可以）等关键设备，使得我国芯片产业面临严峻挑战。

陈老师进行讲解

接着，陈老师切入3D芯片的主题。他指出，与传统二维芯片技术相比，3D芯片具有显著的性能优势。在二维技术逐渐达到极限的情况下，3D芯片技术的发展空间巨大。而且，3D芯片设备技术封锁管控力度相对较小，我国有望借此实现高端3D芯片的“弯道超车”。陈老师进一步详细介绍了3D芯片的具体技术优势，例如3D存储堆叠设计，可以有效降低缓存延迟时间，同时提升缓存容量。他还介绍了现阶段AMD、英特尔、台积电等国际知名公司在3D集成技术方面的应用情况，让同学们对3D芯片的现状有了更清晰的认识。

然而，3D芯片设计也面临着诸多挑战。陈老师详细讲解了这些挑战，包括芯片层划分、时序同步和散热等问题，并介绍了目前一些现有的解决尝试手段，让同学们对3D芯片设计的复杂性有了更深入的了解。

同学们认真听讲

随后，陈老师以PRCC课题组为例，介绍了团队致力于解决碳基3D芯片工艺-设计联合优化的研究工作。他简要阐述了团队的学术成果和研究平台，包括北京大学碳基中心以及其他合作者，展示了我国在3D芯片研究领域的强大实力和潜力。

最后，陈老师回到本期的主题，重申3D芯片是中国实现高端芯片“弯道超车”最可能的机会之一。他鼓励同学们积极参与讨论，并欢迎同学们与他进一步联系交流。

互动交流

在互动环节，同学们积极提问。陈老师针对同学们的疑问进行了详细解答。他指出，不像传统二维芯片那样完全依赖先进光刻机等设备，三维芯片技术可以某种程度上绕过先进光刻机的需求，实现只有先进光刻机才能加工制造的传统二维芯片的性能。例如，在7nm工艺节点（DUV光刻即可实现，一种比EUV差的光刻机，国内可以加工出来）上，利用三维芯片技术，有望实现传统二维芯片5nm或者以下的工艺节点（只有EUV光刻机才能实现）的性能。他还介绍了基于3D封装的传统3D芯片技术和互联密度更高的基于单片3D的技术，并基于此点出了商用芯片和实验室芯片之间的差距。此外，陈老师还讲解了异构和异质的区别，以及互连线材料更换（如把铜换成钴等）的优劣，这些内容都与工艺和材料本身的特点密切相关。在科研方面，陈老师也分享了如何应对技术封锁以及未来的研究方向，他强调3D芯片技术是超越摩尔定律的必由之路。此外，陈老师还简要介绍了新的计算方式，如量子计算和光计算，虽然目前这些技术还处于实验室阶段，相关岗位较少，但也为同学们提供了更广阔的视野。

合影留念

最后，本期“E席谈”青年学术沙龙活动在同学们热烈的掌声中圆满结束！

响应学校“学科质量年”整体部署，信科“E席谈”青年学术沙龙在本学期持续开展，从学科质量促进学生培养的角度，邀请信息学科领域优秀青年教师为本科生介绍信息技术学科和产业发展热点和前沿话题，分享青年教师的学术成长发展道路，引导信息学科本科学生一方面开阔学科视野，增进专业认知，寻找未来感兴趣的发展方向，另一方面坚定学科理想和学术追求，规划好学习科研的方向和计划，自觉将个人的学习成长与北大“新工科”建设发展战略、与世界信息科技前沿和产业发展、与国家重大战略需求紧密结合在一起，努力培养专业基础宽厚、创新能力突出、意志坚定、视野开阔的信息领域高层次人才。