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对更快、更小和更节能集成电路的持续需求已将半导体产业推向性能、功耗和面积（PPA）墙，此时互连延迟和能量耗散主导系统效率。虽然2.5D和基于TSV的三维集成提供了部分缓解，但它们面临长互连、热热点和可靠性问题。单片三维集成（M3DI）提供了一种变革性的无TSV
对更快、更小和更节能集成电路的持续需求已将半导体产业推向性能、功耗和面积（PPA）墙，此时互连延迟和能量耗散主导系统效率。虽然2.5D和基于TSV的三维集成提供了部分缓解，但它们面临长互连、热热点和可靠性问题。单片三维集成（M3DI）提供了一种变革性的无TSV范式，能够在生产线前端（FEOL）逻辑层与生产线后端（BEOL）存储器层之间实现纳米级垂直互连，从而最大化PPA效率并降低延迟。研究人员在此展示了二维（2D）电子器件的M3DI，将单晶MoS2场效应晶体管与纳米晶WS2忆阻器集成在垂直堆叠的1T1R架构中。这些原子级薄器件具有BEOL兼容性和可扩展性，为逻辑提供均匀的阈值电压和Ion/Ioff分布，为存储器提供具有窄SET/RESET变异性的稳定细丝开关。所得阵列在紧凑占位面积内实现了超密集集成、可重复操作和低延迟性能。超越二值开关，M3DI-1T1R芯片展现出突触功能，包括多态非易失性存储、尖峰时序依赖可塑性（STDP）和阵列级均匀性，这对神经形态和AI硬件至关重要。这项工作确立了基于二维材料的M3DI作为超越CMOS缩放和冯·诺依曼架构的下一代智能节能计算系统的有力基础。
随着集成电路对更快、更小、更节能的持续追求，半导体产业已逼近性能、功耗和面积（PPA）墙，此时系统瓶颈主要由互连延迟和能量耗散决定，而非器件开关速度。传统2.5D集成和基于硅通孔（TSV）的三维集成虽能部分缓解带宽和密度问题，但受限于长互连、热热点、寄生电容和良率可靠性问题。单片三维集成（M3DI）通过消除TSV，在器件级实现纳米尺度的垂直互连，能
