שבבים תלת ממדיים יוצאים מעידן הפאואר פוינט

שבבים תלת ממדיים המבוססים על through-silicon vias (TSVs) נעים כעת משלב ההנדסה ומצגות הפאואר פוינט אך עדיין ישנן סוגיות טכנולוגיות שנדרש לפתור. אומרים אנליסטים.
.

שבביים תלת ממדיים מבוססי TSV נמצאים בפיתוח מזה מספר שנים, אך מלבד מוצרים בודדים, הטכנולוגיה לא עברה לזרם המרכזי, דבר המגביל את TSV לשלב המו”פ או אף לשלב שקפי הפאואר פוינט.
שבבים תלת ממדיים מבוססי TSV נראים קלים לביצוע בפאואר פוינט אומרת א. ג’אן ורדאמן, נשיא חברת המחקר TechSearch International בכנס שעסק בארכיטקטורה תלת ממדית לאינטגרציה של שבבים ואריזתם בקליפורניה. “מהנדסים בשלב הפאואר פוינט יכולים להראות תפוקה גבוהה, השבבים האמיתיים, עדיין לא.”
במצגת אמרה ורדאסמן כי שבבים תלת ממדיים מבוססי TSV עברו לשלב ההנדסי, אך הייצור ההמוני נשאר בגדר מטרה נעה. בתחילה, יצרני השבבים יכלו ללכת לכיוון שבבים בעלי 2.5 ממדים המבוססים על טכנולוגית interposer, שעשויה להגיע לשוק ההמוני ב-2012 לערך. שבבים תלת ממדיים מלאים לא יגיעו לזרם המרכזי עד 2013 או אף 2015.
according to analysts.
מומחים מגדירים אריזה תלת ממדית כזו המכילה מספר שבבים לגובה ומחברת אותם באמצעות through-silicon vias (TSVs). המטרה היא לקצר את הקשרים בין השבבים, להפחית את גודל ה-DIE ולהאיץ את רוחב הפס של ההתקנים.
עד כה משווקים יצרני השבבים רק מבחר מוגבל של התקנים תלת ממדיים מבוססי TSV, בעיקר חיישני תמונה CMOS, MEMS ובמידה מסוימת מגבירי כוח. ישנן כמה בעיות עם טכנולוגית TSV: העדר כלי תכנון EDA, מורכבות התכנונים, אינטגרציה של ההרכבה והבדיקות, עלויות והעדר תקנים.
לדבריה, אחת ההכרזות הגדולות בתחום זה היתה של זיילינקס, שלאחרונה מדברת על FPGA של “stacked silicon interconnect”. הכרזה זו היא מפתח בייסוד תשתית ה-TSV, היא קובעת. “תשתית היא המפתח לאימוץ טכנולוגיה חדשה.”
במצגת מנתה ורדאסמן את הדברים שחייבים להיפתר בתחום ה-TSV ובהם: זמינות קווים מנחים ותוכנת תכנון כאשר כלי התכנון כיום לא מתרחבים ל-IC תלת ממדי”; פתרונות חום חייבים להיות מפותחים במיוחד לזכרונות ומעבדים; מפעלי השבבים חייבים לפתח כללי תכנון ואישור של קווי מוצרים. מפעלים מתקינים כיום קווי ייצור מאסיביים של פרוסות בטכנולוגית 300 מילימטר, אך אינם מוכנים לנפח גבוה עד 2012, וכמה מהם אפילו מאוחר יותר.” היא אומרת.
כמו כן, השימוש בתחליפים כגון silicon interposer ואחרים עלול לדחות את אימוץ ה-TSV, וכן נותרה פתוחה השאלה מי יספק את הפתרון למכשול הבא – ההרכבה והבדיקות?
מגבלה נוספת היא המחיר.  אנטון דומיק, סגן נשיא בכיר ומנכ”ל קבוצת ההטמעה בסינופסיס אומר כי עלות התקורה של התקן מבוסס שבבי תלת ממד בטכנולוגית TSV עולה 150 דולר לווייפר. זו 5% מעלותה הכוללת של פרוסת שבבים בקוטר 300 מילימטר. זו רק עלות החדרת ה-TSV לשבב. הנתון לא כולל את העיבוד האריזה והוצאות נוספות. יש האומרים שעלות זו תגיע לפי 20 משבבים קונבציונליים.