Сегодня 05 сентября 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 🔥
Суд разрешил конкуренту X использовать слово твит и логотип птицы, но запретил имя Twitter 3 ч.
Windows 11 будет сообщать приложениям возраст пользователя 3 ч.
В поглощении Hugging Face компанией Nvidia оказалось много символизма — возможно, неслучайного 4 ч.
Спамеры стали использовать ASCII-подмену символов — раньше так взламывали ИИ 5 ч.
Новая статья: Resonance: A Plague Tale Legacy — корабль, с которого сбежали крысы. Рецензия 17 ч.
Основателя Oracle вызвали в Конгресс — компания за восемь лет выполнила лишь десятую часть контракта для военных, а денег хочет почти втрое больше оговоренного 17 ч.
Crusoe заключила крупнейшую за свою историю облачную сделку с Jane Street — $13 млрд за 5 лет 18 ч.
Комедийный симулятор водителя автобуса Thank You Bus Driver от Double Fine отправит игроков раздавать пощёчины и принимать благодарности 18 ч.
С Gmail, Google Docs и Keep теперь можно разговаривать — Gemini научился понимать голосовые команды 20 ч.
ИИ-агент Meta во время тестов начал самовольничать — менял пароли и отправлял письма от имени пользователей 22 ч.
В 2027 году Apple выпустит умную камеру, которая записывает только нужные события 4 ч.
Бюджетные Galaxy A помогут Samsung нарастить поставки, пока конкуренты сокращают производство на фоне роста цен на память 5 ч.
Google, Oppo и Vivo вслед за Apple добавят два слоя стекла в складные дисплеи смартфонов 6 ч.
Apple усилила наём сотрудников в Китае — потребовались специалисты в области ИИ и не только 6 ч.
Samsung и Arm собираются разработать для OpenAI чип, который будет выпускаться по 2-нм технологии 7 ч.
GoPro пообещала сохранить преданность «вашему общему энтузиазму» 7 ч.
IPO компании Anthropic состоится не ранее середины октября 11 ч.
Apple раздует семейство iPhone — до конца 2028 года появится больше 10 новых моделей 11 ч.
Больше инвестиций — ниже тарифы: США будут оказывать давление на поставщиков полупроводниковых компонентов 16 ч.
DLSS 5 портировали на видеокарты Radeon RX 9000 — производительность пока оставляет желать лучшего 17 ч.