芯片堆叠技术想必大家已经不陌生了,华为发布新旗舰手机mate60系列,采用的麒麟9000s芯片,就是使用了芯片堆叠技术,凭借7nm的工艺制程却和高通以及苹果4nm工艺制程的芯片打的有来有回,芯片堆叠技术顿时成为一个热门话题。
在过去的几十年中,随着摩尔定律的影响逐渐减弱,半导体行业一直在寻找超越传统平面晶体管的替代解决方案。在这种背景下,芯片堆叠技术成为了突破性的进步,它为集成电路的发展带来了新的希望。本文将深入探讨芯片堆叠技术的原理、优势以及其对未来芯片设计的影响。
芯片堆叠技术解析:
芯片堆叠技术,也称为3D IC技术,它利用垂直集成的方式,将多个芯片层叠在一起,通过硅通孔(TSV,Through-Silicon Vias)或其他互连技术实现层与层之间的电气连接。与传统的2D平面布局相比,堆叠芯片可以提供更短的信号路径、更高的运行速度以及更低的功耗。
芯片堆叠技术技术优势:
更小的尺寸:通过垂直集成减少占用空间,使得设备更加轻薄。
高性能和低功耗:减少了芯片之间信号传输的距离,提高速度的同时降低了能耗。
灵活的设计:可以将不同制程的芯片组合堆叠,实现优势互补。
芯片堆叠技术应用前景:
芯片堆叠技术在多个领域都有广泛的应用前景,包括但不限于AI芯片、高性能计算、存储器以及移动设备。另外,它在网络服务器、汽车电子以及航天航空等领域也展现出重要价值。
拓展阅读:芯片堆叠技术如何工作?
芯片堆叠涉及复杂的制造工艺。首先,需要制造出标准的芯片,并在其表面或内部制造出微小的通孔。完成后,将这些芯片精准对准并堆叠在一起,使用金属填充这些通孔以形成电连接。这要求极高精度的对准技术以及精细的材料工程。
芯片堆叠制造挑战
热管理:随着芯片的堆叠,热量的排放成为一个重要问题。
互连技术:需要发展更为高效且可靠的连接技术来处理更多的输入/输出接口。
测试与验证:堆叠后的芯片更难进行测试,需要新的策略来保证芯片的可靠性。
芯片堆叠与摩尔定律
传统上,芯片性能的提升依赖于晶体管尺寸的缩小,即摩尔定律。然而,随着物理极限的逼近,晶体管的缩放变得越来越困难。芯片堆叠技术为继续提升集成电路性能提供了新的维度,有专家认为这是摩尔定律的自然延伸。
总而言之,芯片堆叠技术是推动下一代半导体发展的重要技术之一。它不仅能够推动电子设备的性能提升,还能够为设计师提供更大的设计空间,实现更加紧凑、高效的电子产品设计。利发国际科技专注在新能源汽车、电力新能源、家用电器、触控显示,4大领域,为客户提供从方案研发到芯片选型采购的一站式服务,是一家拥有核心技术的电子元器件供应商和解决方案商。