Institute of Microeletronics: zvládáme už vytvořit čtyřvrstvé čipy

Na Institute of Microeletronics (IME) tak byl vytvořen čip skládající se ze čtyř vrstev logických obvodů, které jsou vertikálně propojeny pomocí dobře známých TSV (Through Silicon Via). Dalo by se říci, že čtyřvrstvý už byl nyní do důchodu odeslaný Intel Lakefield, ovšem ten má dvě vrchní vrstvy tvořeny paměťmi DRAM, které sedí ve "vaničce", jejímž úkolem je odvádět nahoru teplo spodních čipů. A toho skutečně není moc vzhledem k tomu, že Intel Lakefield mají pouze 7W TDP. 

 

Intel Lakefield

 

Společnost AMD nás letos také oblaží procesory s jádry Zen 3, jejichž čiplety budou vrstvené a ponesou v jedné vrstvě stejný hardware jako řadové Zen 3 a v druhé pak dodatečnou L3 cache, respektive V-Cache (SRAM). Jde tu již o mnohem výkonnější čipy, než je Lakefield, ale s chlazením by také neměl být problém, neboť V-Cache se nachází v místě, kde je na čipletu původní cache propojená s V-Cache rovněž pomocí TSV. A díky tomu, že V-Cache sedí uprostřed a nezasahuje do okrajů čipletu, kde jsou procesorová jádra tvořící hlavní porci odpadního tepla, by s chlazením neměl být problém. 

 

 

Dá se říci, že na IME použili velice podobný postup jako AMD, které čiplet oproti původní poloze převrátilo obvody navrch, takže na ně mohlo přímo napojit čip V-Cache, přičemž postranní části, aby byl celý čip v jedné rovině, byly doplněny o "structural silicon", čili prostě holý kus křemíku. K tomu také bylo pochopitelně nutné všechny části vyrobit/upravit tak, aby jejich kombinovaná tloušťka odpovídala původnímu čipletu. 

 

 

Na obrázku od IME vidíme něco podobného, ovšem ve čtyřech vrstvách, což je označeno za spojení "Face-to-Face and Back-to-Back". První a druhá vrstva jsou tak k sobě orientovány "tváří" a stejně tak třetí a čtvrtá. 

 

 

Teprve po slícování a spojení všech vrstev bylo přistoupeno k vytvoření vertikálních TSV, čili byly do vrstvených čipů v podstatě vyraženy díra kónického tvaru s průměrem až cca 13 μm, které byly poté vyplněny mědí. 

 

Už se ale nedozvíme moc o tom, jak dobře se dá taková sestava čtyř vrstev chladit. Ostatně právě pro takovéto čipy vyvíjí i TSMC speciální obdobu "vnitročipového" vodního chlazení, kde bude vodní blok součást samotného čipu, čili chladicí médium poteče přímo skrz něj.  

 

Zdroj: THW