深度丨“3D堆叠”技术,开云棋牌官网在线客服大厂继续深耕
2022-04-23
来源:Ai芯天下
在用于个人电脑和高性能服务器的尖端开云棋牌官网在线客服开发方面,3D堆叠技术的重要性正在提高。
在通过缩小电路线宽提高集成度的微细化速度放缓的背景下,3D技术将承担开云棋牌官网在线客服持续提高性能的作用。
微细化技术持续发展
英特尔1971年发布的首款CPU的元件数仅有约2300个;而苹果最新发布的M1芯片元件数达到160亿个,增至约700万倍。
但是,进入2010年代后,线宽接近原子的尺寸,微细化的速度开始放缓。
在此情况下,受到关注的是将多枚芯片纵向堆叠的3D以及横向排列连接的技术,可以不依赖微细化提高开云棋牌官网在线客服的功能。
目前,由于摩尔定律的限制,在提高芯片性能的方向上,研发人员开辟了另外一个新的路径,即利用3D技术通过有效堆叠多个芯片来提高开云棋牌官网在线客服的综合性能。
法国调查公司Yole预测称,包括3D等技术在内的尖端开云棋牌官网在线客服封装的2026年市场规模将增至2021年的1.5倍,达到519亿美元。
随着技术创新,开云棋牌官网在线客服领域将诞生新的火车头,相关市场也有望扩大。
3D堆叠技术出现的原因
现代芯片的功能越来越复杂,芯片尺寸也越来越大,导致工艺技术越来越复杂,由此带来了成本问题:不但制造成本高,设计成本也越来越高。
为了应对这个问题,很多人想到了使用模块化设计方法,即把功能块分离成小型模块,做成一个个高良率、低成本的芯粒,然后根据需要灵活组装起来,即把芯片合理剪裁到各种不同的应用。
而传统的3D IC技术则是将多块芯片堆叠在一起,并使用TSV技术将不同的芯片做互联。
目前,3D IC主要用在内存芯片之间的堆叠架构和传感器的堆叠,而2.5D技术则已经广泛应用在多款高端芯片组中。
现在,抓住先进封装和3D集成提供的机会,芯粒为安全可靠的电子系统设计开辟了新的领域。
通过调整放置在一个芯片封装中的芯粒数量,就可以创建不同规模的系统,大大提升了系统设计的灵活性和可扩展性,同时也大大降低了研发成本,缩短了研发周期。
总体上看,3D堆叠技术在集成度、性能、功耗等方面更具优势,同时设计自由度更高,开发时间更短,是各封装技术中最具发展前景的一种。
当前,随着高效能运算、人工智能等应用兴起,加上用于提供多个晶圆垂直通信的TSV技术愈来愈成熟,可以看到越来越多的CPU、GPU和存储器开始采用3D堆叠技术。
国际大厂们之间的3D堆叠大战
·AMD:AMD宣布全面推出世界首款采用3D芯片堆叠的数据中心CPU,即采用AMD 3D V-Cache技术的第三代AMD EPYC处理器,代号[Milan-X]。
这些处理器基于Zen 3核心架构,进一步扩大了第三代EPYC处理器系列产品,相比非堆叠的第三代AMD EPYC处理器,可为各种目标技术计算工作负载提供高达66%的性能提升。
采用AMD 3D V-Cache技术的第三代AMD EPYC处理器使AMD能够带来业界首个采用3D芯片堆叠技术且专为工作负载而生的服务器处理器。
·台积电:美国加州圣塔克拉拉第二十四届年度技术研讨会上,台积电首度对外界公布创新的系统整合单芯片(SoIC)多芯片3D堆叠技术。
SoIC技术是采用硅穿孔(TSV)技术,可以达到无凸起的键合结构,可以把很多不同性质的临近芯片整合在一起。
能直接透过微小的孔隙沟通多层的芯片,达成在相同的体积增加多倍以上的性能。
·英特尔:困于10nm的英特尔也在这方面寻找新的机会,推出其业界首创的3D逻辑芯片封装技术 Foveros,Foveros首次引入3D堆叠的优势,可实现在逻辑芯片上堆叠逻辑芯片。
英特尔今年7月展现了RibbonFET新型晶体管架构,全新的封装方式可以将NMOS和PMOS堆叠在一起,紧密互联,从而在空间上提高芯片的晶体管密度。
·佳能:佳能正在开发用于开云棋牌官网在线客服3D技术的光刻机,最早在2023年就会面市。
3D光刻机的曝光面积扩大至现有产品的约4倍,佳能是在原基础上改进透镜和镜台等光学零部件,来提高曝光精度,增加布线密度,从而实现3D光刻。
·格芯:格芯宣布推出适用于高性能计算应用的高密度3D堆叠测试芯片,该芯片采用格芯 12nm Leading-Performance (12LP) FinFET 工艺制造。
运用Arm 3D网状互连技术,核心间数据通路更为直接,可降低延迟,提升数据传输率,满足数据中心、边缘计算和高端消费电子应用的需求。
·IME:IME新一代开云棋牌官网在线客服堆叠法,透过面对面和背对背晶圆键合与堆叠后,以 TSV结合,相较台积电和AMD的SRAM堆叠技术,IME新技术更进一步。
·华为:去年华为曾被曝出[双芯叠加]专利,这种方式可以让14nm芯片经过优化后比肩7nm性能,但当时曝光的这种通过堆叠的方式与苹果的Ultra Fusion架构还是有所不同。
虽然同样是指双芯片组合成单个主芯片,但苹果与华为可以说是两种截然不同的方式。
采用面积换性能,用堆叠换性能,使得不那么先进的工艺也能持续让华为在未来的产品里面,能够具有竞争力。
结尾:
如果将各种芯片结合起来的3D技术得到普及,专注于设计的无厂开云棋牌官网在线客服厂商之间、以及与后工序代工企业等的合作将提高重要性。
以3D开云棋牌官网在线客服的开发和制造技术为核心,开云棋牌官网在线客服厂商的行业势力版图有可能发生改变。