研究者たちは、41層の垂直半導体層を持つ新しいチップを開発し、ムーアの法則を停滞させた微細化の限界を回避した。この設計は、トランジスタを縮小するのではなく上方向に積層することで、より持続可能なエレクトロニクスを実現する可能性がある。この革新は、製造時のエネルギー使用量の削減と、日常デバイスへの潜在的な応用を約束する。
1960年代以来、ムーアの法則は、マイクロチップ上のトランジスタ数が毎年倍増するという予測により、微細化を通じてエレクトロニクスの進歩を推進してきた。しかし、この傾向は2010年頃から衰え始め、物理的な限界がさらなる縮小を妨げ、計算電力密度の増加を阻害した。
サウジアラビアのキング・アブドゥッラー科学技術大学でXiaohang Liが、英国マンチェスター大学のThomas Anthopoulosを含む同僚らとともに、先駆的な解決策を提案した：チップを上方向に構築することである。彼らの設計は、絶縁体で分離された2種類の半導体からなる41の垂直層を特徴とし、従来のバージョンの約10倍の高さのトランジスタ積層を作成する。
チップの検証のため、チームは600個のコピーを生産し、全てが信頼性のある類似した性能を示した。彼らはコンピュータやセンシングデバイスに必要な基本操作でいくつかをテストし、積層チップは伝統的な平面的設計の能力に匹敵した。Liは、これらの積層の製造が標準プロセスよりも電力集約度の低い方法を使用したと指摘した。
Anthopoulosは実用的利益を強調した：「この新しいチップは必ずしも新しいスーパーコンピュータにつながるわけではないが、スマート家電やウェアラブルヘルスデバイスなどの一般的なデバイスで使用できれば、エレクトロニクス産業の炭素フットプリントを減少させ、各追加層でより多くの機能を提供するだろう。」彼は楽観的に付け加えた：「本当に止まることはない。私たちは続けられる。ただ汗と涙の問題だ。」
課題は残っており、特に熱管理である。インディアナ州パデュー大学のMuhammad Alamは、この設計を「同時にいくつかのパーカーを着て涼しくしようとするようなもの」と比較し、各層が追加の熱を生成するためである。現在の限界は50°Cで、Alamによると、実世界でのラボ外での実現可能性のためには30度以上の増加が必要だ。それでも、彼は垂直成長をエレクトロニクス進歩の不可欠な道と見なしている。
この研究はNature Electronicsに掲載されている（DOI: 10.1038/s41928-025-01469-0）。