Сегодня 19 июня 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

В США испытали метод стекового производства 3D-чипов, кратно превосходящий по плотности все современные

Следование закону Мура едва не прекратилось из-за физических пределов производства полупроводников, но учёные уже спешат ухватить годами выполнявшийся принцип за ускользающий хвостик и удержать любыми доступными средствами, включая 3D-компоновку чипов. Однако со стековым производством полупроводников связано множество ограничений, преимущественно, температурных. Учёные из США смогли обойти этот барьер, представив 3D-чипы чем-то вроде луковицы из тончайших кремниевых мембран.

 Источник изображения: University of Illinois Grainger College of Engineering

Источник изображения: University of Illinois Grainger College of Engineering

О разработке и создании рабочего прототипа необычного 3D-чипа сообщили исследователи из Инженерного колледжа Грейнджера Иллинойсского университета (University of Illinois Grainger College of Engineering). В целом идея не нова: они предложили строить кремниевые микросхемы не только в горизонтальной плоскости, а последовательно наращивать их вверх, слой за слоем. Предложение учёных ближе к монолитной трёхмерной интеграции, чем к совмещению отдельных кристаллов: новые транзисторные уровни создаются прямо поверх уже готовых нижних схем, а не изготавливаются отдельно и затем соединяются как в обычных 3D-сборках.

Главный барьер для всех подобных технологий — это температура производственных процессов. Качественные кремниевые транзисторы обычно требуют отжига примерно при 1000 °C, но после изготовления первого слоя на кристалле уже есть металлическая разводка, которую такие температуры разрушат. В промышленности для последующих слоёв обычно устанавливают предел около 400 °C. Команда из Иллинойса обошла это ограничение: она использовала сверхтонкие раздельные мембраны монокристаллического кремния толщиной 10 нм или меньше, и переносила их с донорной пластины на подложку с уже готовой схемой при помощи роликового ламинатора, а прочное соединение получала при температуре не выше 200 °C.

Важнейшая деталь проекта — учёные сохранили именно стандартный монокристаллический кремний, а не заменили верхние слои на поликристаллический кремний, аморфные оксиды, углеродные нанотрубки или 2D-полупроводники. Подобные альтернативы давно изучаются, но часто проигрывают обычному кремнию по стабильности, количеству дефектов и характеристикам. Кроме того, исследователям пришлось изменить конструкцию транзисторов: вместо обычного легирования отдельных областей, требующего температур выше 600 °C, они использовали «безпереходные» транзисторы, когда тонкая кремниевая плёнка заранее равномерно и сильно легировалась. Поскольку материал слоя был предельно малой толщины, это сохраняло способность транзисторов эффективно управлять каналами.

Для демонстрации способа исследователи создали стековый чип из трёх уложенных друг на друга слоёв, каждый из которых содержал по 625 транзисторов. Выход годных элементов составил 98–100 % даже в условиях производства в университетской лаборатории. Достигнутые в чипе плотности тока оказались сопоставимы с теми, которые фиксируют в обычных кремниевых транзисторах на обычных пластинах и, как минимум, в 3–4 раза выше, чем у монолитных 3D-чипов из альтернативных материалов.

Потенциальный выигрыш от предложенной технологии заключается в более плотных CPU, GPU и AI-ускорителей: монолитная 3D-интеграция даёт межслойные соединения примерно в 10–100 раз плотнее, чем традиционные TSV-переходы в нынешних 3D-чипах. Теперь процесс готовят к переносу в промышленную среду, к чему уже проявили интерес компании IBM, Intel и TSMC.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Никакого ИИ в браузере — Vivaldi пообещала «сохранить человеческий подход к просмотру веб-страниц» 2 ч.
Слухи: амбициозный самурайский боевик Onimusha: Way of the Sword от Capcom выйдет на три недели раньше запланированного 3 ч.
Google заявила о готовности запустить программу верификации разработчиков и приложений 4 ч.
В последнем обновлении Windows 11 сломалась «Корзина» и запуск приложений Office 5 ч.
У Google Android 17 проявились первые сбои: исчезают виджеты, отказывает Wi-Fi в приложениях 7 ч.
Alibaba Cloud делает ставку на развитие во Франции, а Европа желает получить больше контроля над ИИ-инфраструктурой 7 ч.
Глава PlayStation уклонился от ответа на вопрос о будущем эксклюзивов Sony на ПК, но инсайдер прояснил план компании 7 ч.
Telegram не смог отменить временную блокировку в Индии 8 ч.
Игроки Crimson Desert теперь могут заняться внешним обустройством дома — детали обновления 1.12.00 9 ч.
Apple открыла iOS в Бразилии, но комиссии не отменила 9 ч.
Процессоры «Эльбрус» вновь поставляются в Россию — производство наладили в дружественной стране 44 мин.
«Логарифмический» ИИ-ускоритель Tensordyne Napier обещает выскоую производительность при минимальном энергопотреблении 51 мин.
Современные роботы освоили многое, но окружающий мир они всё ещё не понимают 2 ч.
«Не можем создать смартфон», — Nothing отменила выпуск CMF Phone 3 Pro из-за роста цен на память 3 ч.
Сбербанк этой осенью представит человекоподобных роботов собственной разработки 4 ч.
Потребительский SATA SSD выдержал 15 000 полных перезаписей за 16 лет и продолжает работать 4 ч.
Cloud.ru начал строительство собственного ЦОД в Московской области 5 ч.
В Тасмании начали строить «чёрный ящик Земли» — сверхзащищённый бункер с климатическим архивом планеты 5 ч.
Выход SpaceX на биржу сделал миллиардерами членов совета директоров и сотрудников компании 5 ч.
MaxSun выпустила материнские платы Mini-ITX с разъёмами MCIO вместо привычных PCIe x16 6 ч.