Qualcomm представить «тривимірні» процесори в 2016 році

IMFT_Slide_1
З 29 березня по 1 квітня пройшла конференція International Symposium on Physical Design 2015 (ISPD-2015). На цьому заході серед інших відзначилася компанія Qualcomm. В якості представника компанії з цікавою доповіддю виступив віце-президент Qualcomm з розробок, Карім Арабі (Karim Arabi). Шеф розробників зізнався, що компанія розраховує побачити у виробництві об’ємну компоновку процесорів вже наступного року. Перехід на тривимірну структуру, коли вертикально розташовані шари будуть являти собою фактично моноліт, а не окремі шари, дозволить зменшити площу SoC наполовину, попутно знижуючи рівень шлюбу і нарощуючи продуктивність.

rcj_ISPD_3-D_3DV
Що цікаво, для об’ємної компонування процесорів компанія не збирається використовувати широко розрекламовані наскрізні з’єднання (металлизацию) типу TSVs. З використанням TSVs, нагадаємо, сьогодні випускається або готується до випуску 32- і 48-шарова флеш-пам’ять типу 3D NAND, а також пам’ять SK Hynix HBM і Micron HMC. Для процесорів або SoC зараз передбачена 2.5D-упаковка, коли різні кристали встановлюються на загальну кремнієву майданчик, а не один на одного. Вертикальне розміщення «процесорних» кристалів потребують вже наскрізних вертикальних з’єднань, але можна обійтися і без них, вважають в Qualcomm.
rcj_ISPD_3-D_3DV_02Компанія розглядає два варіанти монтажу двох кристалів (три кристала можуть пакуватися в стовпчик тільки за спеціальними замовленнями і поки не розглядаються як популярного рішення): послідовне (front-to-back, F2B) і зустрічний (front-to-front, FF). При послідовної компонуванні спочатку формується нижній кристал, а потім на його робочу поверхню наноситься шар у вигляді базової підкладки, на якому звичайним методом формується другий робочий кристал. При такій послідовності контактні переходи між верхнім і нижнім кристалами порівняно невеликі, але виникає інша проблема. Температура обробки кремнієвої пластини близько 1200 градусів за Цельсієм, і мідні доріжки і з’єднання нижнього шару банально розтечуться. Переходити на вольфрам замість міді небажано з міркування зниження продуктивності, як і не можна знижувати температуру відпалу, що теж призведе до деградації продуктивності.

Метод зустрічної компоновки позбавлений перерахованих вище недоліків, але для торцевого з’єднання окремо випущених кристалів буде потрібно значно збільшити контактні з’єднання — точки дотику двох кристалів, і навіть в цьому випадку буде потрібно висока точність при суміщенні шарів. Очевидно, майбутні рішення будуть отримані шляхом вибору компромісних підходів, що комбінує обидва методи. Також в компанії вважають, що «нижній» шар може випускатися з використанням самих останніх техпроцессов, а «верхній» може бути додатковим і випускатися з використанням далеко не нових техпроцесів. Третім шаром, наприклад, може йти стільниковий модем. До всього вищесказаного слід додати, що компанія Qualcomm може розробляти що завгодно, тільки користуватися вона буде тим, що запропонує контрактний виробник напівпровідників. В даному випадку — компанія TSMC. А компанія TSMC, як ми знаємо, з TSVs поки не дружить. Власне, компанія Intel теж не шанує TSVs, вважаючи це невиправдано дорогою розкішшю. Загалом, одна надія на компанію Samsung. Якщо вона змогла найпершої освоїти випуск 3D V-NAND, може вона зможе також почати випуск стекових SoC з використанням TSVs?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *