IBM планирует переходить на интегральные схемы нового типа

Джон Кейси (Jon Casey), сотрудник Центра полупроводниковых исследований и разработок IBM

На днях Джон Кейси, сотрудник Центра полупроводниковых исследований и разработок IBM, дал весьма интересное интервью. В нем Кейси сообщил о том, что корпорация IBM ищет достойные альтернативы технологии КМОП и архитектуре фон Неймана, поскольку действие закона Мура все замедляется, и необходимо что-то качественно новое.

Сам Джон Кейси — не человек со стороны, у него весьма высокая квалификация в сфере технологий создания интегральных схем. Кейси принимал участие в некоторых очень интересных проектах, включая один из последних проектов: исследование возможности ухода технологий за пределы закона Мура. Именно эта тема и стала основным докладом Джона Кейси на симпозиуме, который был посвящен отраслевой стратегии Международной ассоциации полупроводникового оборудования и материалов SEMI в Калифорнии (США).

Перед выступлением автор дал интервью EE Times, представив основные тезисы ^[1] своего доклада. Кейси выразил поддержку взглядов Берни Мейерсона, который также давал интервью EE Times ^[2], совсем недавно. «Очень много статей сейчас пишут о скорой смерти закона Мура, причем даже называются конкретные даты. Именно поэтому идет смещение к новым типам архитектуры, которые можно назвать информационно-центрическими, поскольку массивы данных в таких системах просто огромны», — говорит Кейси.

Кроме всего прочего, сейчас идет изменение подходов к производству чипов и устройств.

Правда, переход на 450-мм кремниевые пластины ^[3] и литографию жесткого ультрафиолета (EUV) произойдет еще не очень скоро, поскольку здесь играет важную роль еще один фактор — экономическая целесообразность. Вначале будет осуществляться переход к объемной или так называемой гетерогенной миниатюризации, на уровне интегральной схемы, для достижения более высокой производительности, а также экономической эффективности от дальнейшей миниатюризации.

Джон Кейси считает, что одним из лучших решений в данном случае является 3D интеграция, обеспечивающая очень высокие значения скорости ввода/вывода. Так, по мнению Кейси, стоит использовать ставший традиционным 3D стек из двух активных чипов. Первое преимущество внедрения такого решения это бОльшая плотность. Второе преимущество — увеличение скорости доступа и возможность оптимизации скорости ввода/вывода.

Эти параметры, в свою очередь, можно будет улучшить за счет улучшения самих материалов, их компоновки и порядка соединения (с целью уменьшения длины соединений). И 3D является отличной возможностью для этого.

Также есть еще один вариант — это 2,5D интеграция, этот вариант сейчас рассматривается и обсуждается специалистами компании. 2,5D интеграция может быть реализована на основе кремния, органическом соединении либо стекле. И сейчас все указанные возможности активно проверяются, тестируются при больших нагрузках и больших объемах данных.

Достоинством 2,5D решения может быть то, что этот способ позволяет объединять чипы с различными технологиями изготовления, для получения модуля с высокой производительностью и не очень высокой конечной ценой. Упоминается использование трех чипов в комплексе, с первым 45-нм управляющим чипом кремний-на-изоляторе ^[4] с процессорным КМОП кристаллом и двумя 130-нм SiGe-транзисторными приемопередатчиками, установленными на подложке на кремниевом интерпозере.

Как результат — получение производительного и функционального приемопередатчика смешанных сигналов, где скорость передачи данных между чипами составляет 2 Тбит/с. А это — весьма значительное достижение, которое может быть ответом на вопрос «Как обеспечить быстродействие в условиях замедления закона Мура».

Автор: marks

Источник ^[5]