摩尔定的法律 - 让我们走上去而不是下来!

08-09-2020 |  |  By 罗宾米切尔

随着摩尔的法律即将结束,硅代工厂正在寻找创造性的方法来继续IC的晶体管数量。一种方式是要上升而不是下降,所以他们在使用中是什么3D IC,以及创建3D芯片的不同方法存在?

为什么摩尔的法律已经结束

摩尔定律指出,IC上的晶体管数量每两年加倍,而这主要是由于引入第一集成电路以来的真实。由于晶体管的加倍不仅提高了处理更多数据的能力,而且导致每个计算的电源要求的能力不仅提高了性能,因此这一晶体管大多驱动了电子产品的改进。然而,现在晶体管以尺度变得原子(有一些栅极在跨越20个硅原子),使晶体管更小是非常困难的任务,甚至不能保证。因此,依靠英特尔等公司,依靠 减少晶体管尺寸以带出改进的技术在引入更新的架构方面存在困难, 并因此将行业持有多年。 

很快,晶体管变得太小而无法减少,并且它们的物理限制将有效地停止晶体管在芯片上增加增加。然而,这一切都是,科学家们已经专注于将更多的晶体管适合在模具上,并且典型CPU上的所有晶体管都存在于2D平面中。如果研究人员从星际跋涉吸引力,并将棋盘转变为3D播放领域,将会发生什么?  

什么是2.5d ics?

2.5D ICS是一种解决方案,无法降低晶体管尺寸 基本上是通过键合电线连接在一起的多个管芯成单个封装。半导体模具本身非常小,并且那些大(如CPU中的那些),大数晶体管,大多数应用程序都足够多的晶体管。 

虽然2.5D IC无法上升,但它们可以利用令人难以置信的小硅模具,所有这些都可以用于不同的功能,并将它们组合成一个包装。半导体铸造件面临的最大挑战之一是芯片产量的减少,因为模具变大。适合单个晶圆的模具越多,因为点缺陷不太可能影响个体模具,模具将成功的机会越高。如果大型模具设计可以分解成多个较小的芯片,则IC屈服不仅可以增加,而且可以轻松定制,使用自动引线键合机有助于自动化该过程。然而,即使,即使,2.5D设计也不会垂直去并且仍然限于2D平面。 

什么是堆叠的3D IC?

3D IC是垂直构建的IC,具有彼此顶部的活动组件(如晶体管)。这种技术可以显着增加包装中的晶体管的数量,因为每个层有效地加倍总装置的数量。堆叠晶体管还允许设计人员专注于一组不同的挑战,而不是尝试进一步降低晶体管特征的物理尺寸。可以使用多种方法完成实现3D IC,其中两个最常见的芯片和单片。 

模芯堆叠的3D IC将彼此顶部堆叠多个模具,并利用键线或通孔来电连接层。这种结构方法的主要优点是在粘合之前可以测试每个模具,从而确保仅使用该功能的验证的模具。这有助于提高3D IC的产量,从而降低最终成本。

 

什么是3D单片IC? 

3D单片IC最有可能是该行业的理想目标 由于它们的一体化构造方法使用。3D单片IC是在层中生长的,与典型的IC完全相同,并且将晶体管的每个有源层沉积在单个管芯上。不是组合多个模具,单片3D IC是一个连续的半导体,并且互连层将不同层中的各个晶体管结合在一起。 

与其他技术相比,该方法具有各种制造益处,包括缺乏对芯片对准,硅通孔或线键合的需求。制造方法还允许在单个晶片上连续制造,并且最终装置小于使用堆叠模具的设备。但是,与其他方法不同,3D单片IC仍然是多年的,并且只有3D闪存技术可以被认为是3D IC的唯一商业示例。

结论

除非另一种半导体技术允许较小的晶体管(不太可能)或者可以更快地操作的那些,否则上涨,而不是下降将是前进的最佳结果。在构建其挑战时(散热为一个噩梦),它将允许晶体管计数继续增加,并且在一个变得更加依赖于优势多处理器应用的世界中,更多的核心将变得非常重要。 

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罗宾米切尔

罗宾米切尔是一名电子工程师,自13岁以来一直参与电子产品。在Warwick大学完成Beng之后,Robin迁入了在线内容创作开发文章,新闻棋子和专业人士和制造商的项目领域一样。目前,Robin运行了一个小型电子商务,Mitchelectronics,它会产生教育套件和资源。

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