Сегодня 08 ноября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Cairn — госпожа горных дорог. Рецензия 10 ч.
Новая статья: Gamesblender № 801: песчаная TES VI: Sentinel, новый шутер Джона Ромеро и Xbox в крокодиле 11 ч.
У клавиатуры iPhone нашёлся список из 100 тыс. запретных слов — но набирать их всё равно можно 19 ч.
Просто деньги очень нужны: Anthropic не откажется от IPO на фоне биржевого обвала 19 ч.
Китайский ИИ почти догнал секретную модель OpenAI во взломе сетей — и оказался дешевле 21 ч.
Ноябрьские игровые релизы грозят опустошить офисы — сотрудники массово берут выходные 07-11 09:47
Новая статья: Stygian: Outer Gods — лавкрафтианский кошмар. Опять. Рецензия 07-11 00:07
Бывший босс PlayStation объяснил, почему спустя 11 лет Sony так и не выпустила ни ремейк, ни сиквел Bloodborne 06-11 22:07
IPO на $1,5 трлн под угрозой: потенциальных инвесторов Anthropic напугал обвал акций IT-компаний 06-11 21:32
Paint оказался дырявым: уязвимость позволяет удалённо взламывать Windows 11 — Microsoft выпустила патч, но он не приходит 06-11 21:02
Старые, неэкологичные авиадвигатели всё более востребованы для электропитания ИИ ЦОД в США 11 ч.
Расследование показало, что США разрешили закупать чипы Nvidia несуществующим китайским компаниям 13 ч.
Synology выпустила двухконтроллерную СХД PAS3600 на 12 накопителей SATA 18 ч.
Дорогая память не помогла: биржевой обвал спутал планы китайской YMTC по IPO 21 ч.
Умные очки Samsung и Warby Parker будут доступны для предзаказа с 12 ноября 21 ч.
CPS PCCooler — семейство кулеров, СЖО, корпусов и БП для самых мощных рабочих станций 23 ч.
Конкурент Starlink анонсировал собственную ракету — первый запуск намечен на 2028 год 24 ч.
Nvidia ищет следы контрабанды — будущих партнёров в Азии обяжут подключить мониторинг чипов 07-11 07:35
Tesla сообщила о планах по выпуску ИИ-ускорителей SI и Dojo 3 07-11 00:30
YMTC хочет выпускать передовую NAND почти без западных технологий — 70 % оборудования на новом заводе будет китайским 06-11 23:51