IBM планирует переходить на интегральные схемы нового типа
На днях Джон Кейси, сотрудник Центра полупроводниковых исследований и разработок IBM, дал весьма интересное интервью. В нем Кейси сообщил о том, что корпорация IBM ищет достойные альтернативы технологии КМОП и архитектуре фон Неймана, поскольку действие закона Мура все замедляется, и необходимо что-то качественно новое.
Сам Джон Кейси — не человек со стороны, у него весьма высокая квалификация в сфере технологий создания интегральных схем. Кейси принимал участие в некоторых очень интересных проектах, включая один из последних проектов: исследование возможности ухода технологий за пределы закона Мура. Именно эта тема и стала основным докладом Джона Кейси на симпозиуме, который был посвящен отраслевой стратегии Международной ассоциации полупроводникового оборудования и материалов SEMI в Калифорнии (США).
Перед выступлением автор дал интервью EE Times, представив основные тезисы своего доклада. Кейси выразил поддержку взглядов Берни Мейерсона, который также давал интервью EE Times, совсем недавно. «Очень много статей сейчас пишут о скорой смерти закона Мура, причем даже называются конкретные даты. Именно поэтому идет смещение к новым типам архитектуры, которые можно назвать информационно-центрическими, поскольку массивы данных в таких системах просто огромны», — говорит Кейси.
Кроме всего прочего, сейчас идет изменение подходов к производству чипов и устройств.
Правда, переход на 450-мм кремниевые пластины и литографию жесткого ультрафиолета (EUV) произойдет еще не очень скоро, поскольку здесь играет важную роль еще один фактор — экономическая целесообразность. Вначале будет осуществляться переход к объемной или так называемой гетерогенной миниатюризации, на уровне интегральной схемы, для достижения более высокой производительности, а также экономической эффективности от дальнейшей миниатюризации.
Джон Кейси считает, что одним из лучших решений в данном случае является 3D интеграция, обеспечивающая очень высокие значения скорости ввода/вывода. Так, по мнению Кейси, стоит использовать ставший традиционным 3D стек из двух активных чипов. Первое преимущество внедрения такого решения это бОльшая плотность. Второе преимущество — увеличение скорости доступа и возможность оптимизации скорости ввода/вывода.
Эти параметры, в свою очередь, можно будет улучшить за счет улучшения самих материалов, их компоновки и порядка соединения (с целью уменьшения длины соединений). И 3D является отличной возможностью для этого.
Также есть еще один вариант — это 2,5D интеграция, этот вариант сейчас рассматривается и обсуждается специалистами компании. 2,5D интеграция может быть реализована на основе кремния, органическом соединении либо стекле. И сейчас все указанные возможности активно проверяются, тестируются при больших нагрузках и больших объемах данных.
Достоинством 2,5D решения может быть то, что этот способ позволяет объединять чипы с различными технологиями изготовления, для получения модуля с высокой производительностью и не очень высокой конечной ценой. Упоминается использование трех чипов в комплексе, с первым 45-нм управляющим чипом кремний-на-изоляторе с процессорным КМОП кристаллом и двумя 130-нм SiGe-транзисторными приемопередатчиками, установленными на подложке на кремниевом интерпозере.
Как результат — получение производительного и функционального приемопередатчика смешанных сигналов, где скорость передачи данных между чипами составляет 2 Тбит/с. А это — весьма значительное достижение, которое может быть ответом на вопрос «Как обеспечить быстродействие в условиях замедления закона Мура».
