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Lunedì 16 Aprile 2007 23:32

Chip 3D

Scritto da  Gianni Feduzi
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IBM ha annunciato oggi una tecnologia rivoluzionaria di chip stacking in ambiente di produzione, che apre la strada a chip tridimensionali che estenderanno la legge di Moore oltre i limiti previsti. La tecnologia, denominata “through-silicon-vias” *, consente di compattare in modo molto più serrato diversi componenti di chip, per realizzare sistemi più veloci, più piccoli e con minore consumo di potenza.
La rivoluzione IBM consente di passare da configurazioni di chip 2-D orizzontali al 3-D chip stacking, che prende i chip e i dispositivi di memoria, tradizionalmente collocati fianco a fianco su un wafer di silicio, e li impila uno sull’altro.
Il risultato è un sandwich compatto di componenti, che riduce drasticamente le dimensioni del pacchetto del chip complessivo e aumenta la velocità del flusso di dati tra le funzioni presenti sul chip.
“Questa rivoluzione è il risultato di più di dieci anni di ricerca pionieristica svolta da IBM”, spiega Lisa Su, vice president, Semiconductor Research and Development Center, IBM. “Ciò ci consente di spostare i chip 3-D dal laboratorio alla fabbrica, per una vasta gamma di applicazioni”.
Il nuovo metodo IBM elimina la necessità di utilizzare lunghi fili metallici che collegano tra loro i chip 2-D di oggi, affidandosi invece a “through-silicon-vias”, che sono essenzialmente delle connessioni verticali incise attraverso il wafer di silicio e riempite di metallo. Questi consentono di sovrapporre più chip, permettendo così il passaggio di maggiori quantità di informazioni tra i chip.
La tecnica abbrevia la distanza percorsa dalle informazioni su un chip di 1000 volte e consente l’aggiunta di un numero di canali, o pathway, per il flusso di tali informazioni fino a 100 volte superiore rispetto ai chip 2-D.
IBM sta già impiegando i chip che utilizzano la tecnologia “through-silicon-via” nella sua linea di produzione e inizierà il campionamento di chip che utilizzano questo metodo per i clienti nella seconda metà del 2007, con produzione nel 2008.
La prima applicazione di questa tecnologia “through-silicon-via” sarà nei chip per le comunicazioni wireless, destinati agli amplificatori di potenza per applicazioni wireless LAN e cellulari.
La tecnologia 3-D sarà applicata anche a un’ampia gamma di altre applicazioni, tra cui i server ad alte prestazioni e i chip per supercomputing IBM – gli stessi chip che alimentano le attività commerciali, della pubblica amministrazione e scientifiche del mondo.
In particolare, IBM applica la nuova tecnica “through-silicon-via” nei chip per comunicazioni wireless, processori Power, chip per supercomputer Blue Gene e per memoria ad elevata ampiezza di banda:
  • - 3-D per la tecnologia delle comunicazioni wireless - IBM utilizza la tecnologia “through-silicon-via” per migliorare l’efficienza dei consumi energetici nei prodotti wireless basati su silicio-germanio fino al 40 percento, il che si traduce in una più lunga durata della batteria. La tecnologia di 3-D stacking sostituisce i wire bond , meno efficienti nel trasferimento dei segnali fuori dal chip.
  • - I processori Power esplorano la 3-D per la stabilità della rete di alimentazione - Man mano che aumentano i numeri di core di processore sui chip, uno dei limiti prestazionali è rappresentato dalla fornitura di alimentazione uniforme a tutte le parti del chip. Questa tecnologia pone l’alimentazione più vicino ai core e consente a ciascun core di avere ampio accesso a tale alimentazione, aumentando la velocità del processore e riducendo i consumi fino al 20 percento.
  • - Il supercomputer Blue Gene - La versione più avanzata del 3-D chip stacking consentirà di sovrapporre uno sull’altro i chip ad alte prestazioni, ad esempio processore-su-processore o memoria-su-processore. IBM sta sviluppando questa tecnologia avanzata convertendo il chip che alimenta attualmente il computer più veloce al mondo, il supercomputer IBM Blue Gene supercomputer, in un 3-D stacked chip. IBM utilizza inoltre la tecnologia 3-D per cambiare radicalmente il modo in cui le memorie comunicano con un microprocessore, potenziando significativamente il flusso di dati tra microprocessore e memoria. Questa funzionalità consentirà la nascita di una nuova generazione di supercomputer. Un prototipo di SRAM che utilizza la tecnologia del 3-D stacking è in fase di fabbricazione nella linea di produzione da 300-mm di IBM, che impiega la tecnologia dei nodi a 65 nm.

 

Ultima modifica Domenica 16 Novembre 2008 21:30
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Gianni Feduzi

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