211service.com
Företag slår ihop sina huvuden för att göra marker som staplas upp
IBM kommer att samarbeta med materialtillverkaren 3M för att utveckla det murbruk som behövs för att bygga mycket mer komplexa tredimensionella datorchips. Företagen meddelade i veckan att de kommer att sikta på att utveckla mikrochips gjorda av 100 chiplager staplade ovanpå varandra. Att stapla chips på detta sätt skulle kunna göra all sorts elektronik snabbare och mer energieffektiv.
Tredimensionella chips har redan hittat sin väg till vissa nischapplikationer, men de är dyra att tillverka och kan bara staplas ett dussin lager högt innan de överhettas.
Tredimensionella chips kan hantera data mer effektivt eftersom data måste resa mindre avstånd för att nå en annan komponent. Staplade chips med anslutningar som löper genom dem vertikalt som rör i en skyskrapa borde kunna bearbeta mer data snabbare och med lägre effektbehov.
Eby Friedman , en professor i el- och datorteknik vid University of Rochester som inte är involverad i något av företagen, säger att på grund av värmehanteringsproblem, maxar dagens tredimensionella chip på cirka ett halvdussin lager även i forskningslaboratorier. Dessa chips förbränner mycket kraft, mycket nära varandra, och termiska effekter kommer att bli dominerande, säger han.
Det som behövs är ett material som sitter mellan varje lager – murbruk som 3M hoppas kunna skapa – för att limma ihop dem men också snabbt skjuta bort värme från spånen. Vi behöver ett material som absorberar mekanisk påfrestning, leder bort värmen väldigt snabbt och är fantastiskt elektriskt isolerande så att du inte får kortslutning, säger Bernard Meyerson, vice vd för IBM Research.
Ming Cheng, teknisk chef för 3M:s division för elektroniska material, säger att företaget kommer att sträva efter att hitta ett sådant material genom att utöka sin befintliga grupp av självhäftande och elektroniska material genom en kombination av beräkningssimulering och försök och fel i labbet.
Nya chipdesigner, som IBM arbetar med som sin del av samarbetet, är också nyckeln till att få tredimensionella chip att fungera. Friedman säger att värmeproblemen delvis har kvarstått eftersom chiptillverkare för det mesta har sett tillverkning av tredimensionella chips som ett förpackningsproblem, inte ett chipdesignproblem. Man måste ändra designen på själva chipsen för att ha kylflänsar och andra funktioner — vi måste tänka på värmeproduktion på ett primärt sätt, inte bara tänka på att designa för prestanda, säger han.
De tredimensionella staplarna kommer att byggas på en bas av ett relativt konventionellt chip, toppat med chip som har tunnats ut till hälften av sin normala storlek så att hela strukturen inte blir för tjock, säger IBMs Meyerson. En stor designutmaning för IBM, säger han, är att hitta ett sätt att göra dessa stackar inte chip för chip, utan wafer för wafer. Tillverkning i denna skala är det enda sättet att ta tredimensionella chips från en nischprodukt till en kommersiell. Jag tror att IBM kommer att bli först med att ha kommersiella produkter i stora volymer på väg, förutspår Friedman.