КДПВ справа – миниатюрнаякамера(62.5 тыс. пикселей), ставшая вероятной благодаря соединению с оптическим сенсором через TSVВ одном из прошлых постов, я говорил о том, что же такое трёхмерная интеграция и как эта разработка имела возможность бы продолжить жизнь кремниевой электроники за счет роста в третье измерение. Сейчас я попытаюсь обрисовать узнаваемые мне неприятности данной технологии, в следствии которых на данный момент и в ближайшие пара лет в магазинах не покажутся «память» нового и многоэтажные микропроцессоры поколения.

Аргументированно ругать неизменно несложнее, чем хвалить :). Итак…
Смотрите кроме этого: Шпион в твоем кармане

Эксперты управления по разработке морских совокупностей ВМС США (NAVSEA), совместно с ребятами из университета Индианы совершили увлекательный опыт: Двадцати добровольцам раздали смартфоны с установленным на них намерено созданным шпионским ПО.Вредоносное ПО делает фотоснимки и передает их на сервер, кроме этого передаются эти с вторых датчиков смартфона. На сервере из фотографий посредством данных с положения аппарата и датчиков движения строится трехмерная модель помещения. В среднем, полученные модели были достаточно подробными — они содержали порядка 180-800 тысяч трехмерных точек.

Для начала – об изготовлении отверстий в кремниевой пластине. Толщина кремниевых пластин, применяемых для литографии, варьируется от ~20 и до ~800 мкм. Наряду с этим нижний слой в большинстве случаев находится в категории 250мкм, а остальные в категории Отверстие, полученное посредством лазерных импульсов (40нс, 100КГц) (9400 шт./19 мин.)Результаты химического травления отверстий прорезанных лазером (20мин./пластина)Следующий ход – это металлизация отверстий.

Тут также имеется последовательность собственных неприятностей. Первое – размеры TSV, и транзисторов отличаются на 2-3 порядка, исходя из этого, в случае если пробовать перенести в отверстие такое количество металла теми же методами, то это будет продолжительно. Вернее, Продолжительно, и дорого.Второе, по причине того, что металл нужно наносить не на плоскую поверхность, а на внутренние стены отверстия, отверстия имеют тенденцию «заростать».

Другими словами, металл всецело закрывает входное отверстие, так и не покрыв всецело его стены и не создав сквозной проводящей связи. Для решения данной неприятности нужно прилагать дополнительные упрочнения.Имеется занимательные подходы, наподобие «забивания» в отверстия железного штифта, с очевидными проблемами, как из разряда точности операций, так и сохранности пластины.Потом – неприятности сборки стека кремниевых пластин с применением TSV (вертикальных соединений).

3d-интеграция прежде всего ответственна для громадных устройств, т.к. имела возможность бы очень сильно снизить их цена, сократив площадь кремниевой пластины, отбраковываемую одним единственным недостатком. Но вместо этого неприятность видоизменяется: сейчас при укладке одной пластины на другую требуется соединить между собой сотни и контактов и тысячи. Причем сделать это с первого раза, второй попытки не будет.

Подобные упражнения при размерах TSV порядка единиц либо десятков микрон лежат в области правильной механики, у которой имеется собственные ограничения. А цена неточности – брак всего стека пластин. Что не отразится положительно на цене.Наряду с этим, около TSV при разработке нужно оставлять некую «территорию отчуждения», свободную от транзисторов. В противном случае через чур высок риск, что, в ходе прорезания отверстий либо сборки стека пластин, логика в данной области будет повреждена.

Это с одной стороны увеличивает занимаемую площадь, а с другой – требует учитывать подобные вещи на протяжении проектирования.Механическая прочность для того чтобы изделия – отдельная неприятность. Наличие сквозных отверстий само по себе снижает прочность пластин. Помимо этого, из-за распределения нагрузки, отверстия лучше бы располагать равномерно. Кроме этого, таковой «бутерброд» из кремниевых пластин будет иметь неравномерные характеристики теплового расширения.

При перепадах рабочей температуры это формирует большое упрочнение в точках соединения TSV и может привести к разрушению стека.Но главной проблемой, само собой разумеется, есть поддержание температурного режима. Чтобы обеспечить температуру ниже 80 градусов приходится идти на разные ухищрения.

К примеру, эксперты из IBM предлагают менять кремниевые пластины с пластинами, владеющими высокой теплопроводностью, создавая собственного рода «проникающий радиатор», что отводит тепло действеннее, чем лишь соприкасающийся с поверхностью.В теории, нет никаких ограничений на то, какое количество пластин возможно объединить, применяя 3d-интеграцию. Но, кроме того для памяти, где неприятность с тепловыделением не следует столь остро, замыслы на будущее ограничиваются восемью слоями.Температурный режим кроме этого есть обстоятельством, из-за чего разработка 3d-интеграции пребывала за пределами заинтересованностей Intel, не обращая внимания на то, что ряд других компаний в индустрии её деятельно развивали и пробовали применять.

До относительно недавнего времени рынок мобильных устройств не являлся приоритетным, и все усилия были направлены на создание настольных и серверных процессоров. Наряду с этим, главной целью был рост производительности, а не понижение энергопотребления. Громаднейшую пользу возможно было бы взять, используя 3d-интеграцию к громадным чипам, наподобие того же Itanium.

Но температурные неприятности этому деятельно мешают.Увлекательной проблемой в некоторых случаях может стать отладка и тестирование аналогичных устройств. Представьте себе разделение на пластины не как «процессор раздельно, память раздельно», а что-то более занимательное, где любая пластина не есть полноценным устройством и не работает раздельно от остальных. В таковой ситуации появится вопрос, как проверить функционирование каждой пластины до объединения в стек?

В случае если отказаться от таковой проверки, то к возможности того, что конечное устройство не будет трудиться из за неточностей соединения пластин добавится возможность того, что одна из пластин не будет функционировать.Ну и последнее, по порядку, а не по важности. Разработка устройств с применением 3d-интеграции требует соответствующей помощи средствами автоматизации проектирования.

Последовательность компаний озаботился этим уже давно, например, Synopsys ведет работу в этом направлении, по крайней мере, с 2009го года. Но это продолжительный процесс. Упрочнения тут не ограничиваются человеко-часами разработчиков, и еще очень многое предстоит сделать.На этом я закончу.

Огромное количество более своеобразных неприятностей вряд ли воображает интерес для широкой общественности. Да и написанного выше должно быть достаточно для понимания того, что 3d-интеграция не «серебряная пуля» и на пути к ней лежит множество неприятностей.Быть может, будет еще один пост, посвященный последовательности экзотических применений разработки 3d-интеграции.

Случайная статья:

• Астрофотография в каждый дом
• Samsung получила рекордное количество наград ces 2014 innovation

Интеграция 3d графики в фотографию. 3ds Max, Corona Renderer.

Похожие статьи:

• Трёхмерная интеграция: что это и зачем?

  Немногим менее года назад на прилавках магазинов показались процессоры Ivy Bridge – первые процессоры, изготовленные по разработке 22нм, и, что…

• Microsoft lumia 950 xl: интеграция с xbox

  Недавний старт продаж Микрософт Lumia 950 и Lumia 950 XL ознаменовал новую эру, потому, что эти мобильные устройства поддерживают ОС Windows 10, вернее…

• Учет рабочего времени на tibbo project system, интеграция с aggregate и 1с: предприятие 8

  Мы уже говорили о том, что такое Tibbo Project System. В комментариях нас попросили собрать простое устройство, таковой себе «Hello World», дабы показать…