IBM携3M制造超快三维芯片


  IBM将携手材料制造商3M公司,开发必要的粘合剂,以制备更为复杂的三维计算机芯片。这两家公司本周宣布,他们将致力于开发微型芯片,这种微芯片的制备,需要使100个芯片层彼此相叠。用这样的方式叠放芯片,可以使各种电子产品更快,也更节能。

  三维芯片已经找到一些特殊应用途径,但它们的制备很昂贵,只能叠放大约十几层高,再多就会过热。

  三维芯片可以更有效地处理数据,因为数据必然是经过较短的距离,就可以到达不同的组件。堆叠的芯片有连接垂直贯穿其中,就像管道在摩天大楼中一样,应该能够更快地处理更多的数据,而且有较低的功耗要求。

  伊比•弗里德曼(Eby Friedman)是罗切斯特大学(University of Rochester)电气和计算机工程教授,他没有参与任何一家公司,他说,由于热管理问题,今天的三维芯片最多只能做出六层左右,即使在研究实验室也是这样。“这些芯片耗费大量的电能,彼此非常靠近,而且热效应很突出,”他说。

  我们需要的是一种材料,可以放在每一层之间,3M公司希望研制这种粘合物,把它们粘在一起,但也可以迅速散发芯片热量。“我们需要一种材料,以吸收机械应力,非常迅速地带走热量,而且具有奇特的电气绝缘,所以不会短路。” IBM研究中心副总裁伯纳德•梅尔森(Bernard Meyerson)说。

  程明(Ming Cheng)是3M公司电子材料事业部技术总监,他说,该公司将致力于找到这样一种材料,这就需要扩大现有的粘合剂和电子材料类型,结合计算机模拟,在实验室进行反复试验研究。

  新的芯片设计IBM正在研究,这是这项合作的一部分,也是使三维芯片运行的关键。弗里德曼说,在某种程度上,散热问题仍然存在,因为芯片制造商大多认为,制作三维芯片是一个包装问题,而不是芯片设计问题。他说:“你必须改变芯片自身的设计,配上散热片和其他功能,我们必须首先考虑放热,而不只是考虑性能设计。”

  这种三维堆叠将在相对传统的芯片上制成,上面叠放的芯片已经减薄,达到正常尺寸的一半,这样,整个结构就不会变得太粗,IBM的梅尔森说。他说,IBM的一个主要设计挑战,是找到一种方法,在制备这些堆叠时,不是一个芯片接一个芯片地进行,而是一个晶圆接一个晶圆地进行。这种尺度的制造是唯一的途径,可以把三维芯片从利基产品改变为商业产品。“我认为,IBM将最先有大量商用产品推出,”弗里德曼预测说。