芯片正在全面走向3D

2022-06-14 17:53:56
关注
摘要 在芯片从二维走向三维的过程中,出现了很多新技术,这些新技术的出现,不仅突破了某个行业内的瓶颈,也促进了半导体产业的继续创新。

  前言:

  目前芯片也开始进行多方位探索,以寻求更好的方式来提升性能。

  最近这些年芯片正在从二维走向三维世界——芯片设计、芯片封装等环节都在向3D结构靠拢。

  最早实现3D化的晶体管

  按照摩尔定律,晶体管的数量与芯片性能息息相关,晶体管是最早实现3D化的,在平面晶体管时代,22nm基本就是大家公认的极限了,为了突破这个工艺极限,FinFET晶体管诞生了。

  FinFET确切的说,是一个技术的代称。世界上第一个3D三维晶体管是由英特尔在2011年5月宣布研制成功,当时英特尔称其为 “Tri-Gate”(三栅极晶体管)。

  早在2002年,英特尔就已经提出了相关技术专利,花了将近10年完善,并在2011年年底用Tri-Gate技术量产22nm工艺的新一代处理器lvy Bridge,于2012年初正式发布。虽然叫法不同,但Tri-Gate的本质就是FinFET。

  3D Flash向200层加速

  从时间上看,第一个3D晶体管和第一代3D NAND闪存芯片推出的时间相差无几。2011年,英特尔推出世界上第一个3D三维晶体管,2012年三星推出第一代3D NAND闪存芯片,也是第一款32层SLC V-NAND SSD——850 PRO。

  最开始是东芝在2008年开发了3D NAND结构BICS,4年后,三星在2012年推出了第一代3D NAND闪存芯片,随后,东芝、西部数据、美光等存储大厂接连跟上,拉开了3D NAND 层数之战的序幕。

  近日也发布了业界首个232层堆栈的 3D NAND Flash芯片,虽然暂时还没有公布232层3D NAND闪存芯片的具体参数,但可以知道采用的是CuA架构,初始容量为1Tb(128GB),并预计在2022年底左右开始量产。

  3D封装技术如火如荼

  3D封装在前段时间也是狠狠火了一把,随着芯片越来越复杂,芯片面积、良率和复杂工艺的矛盾难以调和,3D封装是发展的必然趋势。

  在晶圆代工厂领域,台积电的3D封装技术一马当先,早在2008年底台积电就成立导线与封装技术整合部门,正式进军封装领域。据悉,台积电的3D封装工艺主要分为前端芯片堆叠SoIC技术和后端先进封装CoWoS和InFO技术。

  英特尔则是在2018年推出了3D堆叠封装技术“Foveros”,第一代 Foveros于2019年在Lakefield芯片中推出。英特尔预测第三代Foveros Omni以及第四代Foveros Direc都将在2023年量产。

  三星在2020年8月公布了自家的3D封装技术“X-Cube”,三星表示,这项技术将用于 5G、AI、AR、HPC(高性能计算)、移动和 VR 等领域。

  3D DRAM也正在路上

  目前,几家存储大厂也开始逐渐向3D DRAM迈进。今年年初,BusinessKorea 报道称,三星电子正在加速 3D DRAM 的研发,已经开始加强招聘人员等相关团队建设。

  此外,美光科技和 SK 海力士也在考虑开发3D DRAM。美光提交了与三星电子不同的 3D DRAM 专利申请,希望能在不放置单元的情况下改变晶体管和电容器的形状。

  也有日本媒体报道称,华为将在6月份举行的 VLSI Symposium 2022上发表其与中科院微电子研究所合作开发的 3D DRAM 技术。

  Applied Materials和Lam Research等全球半导体设备制造商也在开发与3D DRAM相关的解决方案。

  结尾:

  在芯片从二维走向三维的过程中,出现了很多新技术,这些新技术的出现,不仅突破了某个行业内的瓶颈,也促进了半导体产业的继续创新。

  部分内容来源于:中国科大图书馆:芯片的3D趋势;IEEE电气电子工程师:3D芯片技术颠覆计算的三种方式;黑科技观察家:3D芯片的未来发展方向,构建下一代3D芯片的技术一览;半导体行业观察:芯片,全面走向3D;祺芯半导体:芯片,全面走向3D


您觉得本篇内容如何
评分

相关产品

STMicroelectronics 意法半导体 ISM303DACTR 加速计

STMicroelectronics ISM303DAC 3D加速度计和磁力计模块是高性能、低功耗的系统级封装器件,内含一个3D数字线性加速传感器和一个3D数字磁传感器。

Infineon 英飞凌 TLV493DA1B6HTSA2 板机接口霍耳效应/磁性传感器

Infineon TLV493D 3D传感器可提供高度精确的三维检测,功耗极低。该传感器采用小型6引脚TSOP封装。TLV493D的3D磁场检测、低功耗、高温磁稳定性以及小尺寸封装有助于减小应用尺寸、提高应用精确度,还有助于节能。

Murata 村田 SCR1100-D04-05 陀螺仪

Murata陀螺仪是基于其成熟3D MEMS技术和高度集成电子元件的陀螺仪元器件。工业陀螺仪具有通常只有昂贵产品才能达到的性能级别。传感元件和测量电路组装为预成型塑料双列直插(DIL)封装,用硅胶进行保护,并以不锈钢盖覆盖。产品符合RoHS指令的要求,适合于无铅回流焊。

真尚有科技 ZLDS300/300HD 线扫激光/二维激光/2D激光/轮廓扫描传感器

ZLDS300系列微米级3D传感器应用领域: 适用芯片焊接层检测、BGA(焊球阵列封装)检测; 自动光学检验,精细元器件的三维测量,逆向工程和缺陷检测等; 三维扫描在人脸识别领域也是扮演着很重要的角色;

灵途传感 蝶形激光器 LDBF1550-120 二极管

LDBF1550-120是公司推出的一款基于人眼安全波长的高峰值功率,高脉冲能量输出DFB半导体激光器,该激光器采用蝶形封装,集成TEC温度控制器,支持ns级的脉宽激光输出,结构紧凑,体积小巧,工作温度范围宽,非常适合于汽车雷达系统,机载3D激光扫描等系统集成应用,作为种子激光器。

Dowaytech AMR1320 AMR磁开关传感器芯片

AMR1320是一款集成了各向异性磁阻(AMR)传感器和CMOS技术,为高灵敏度、低功耗、高精度应用而开发的3D全极磁开关。AMR1320采用SOT23-3封装形式,对应的产品型号为AMR1320S。

埃森塔 MB35AM高精度气压传感器 压力传感器

产品特点:  量程范围:200 hPa~1200 hPa  封装形式:8 脚LGA,金属盖  封装尺寸: 2.0*2.5*1.0 mm3  相对精度:0.03 hPa,相当于±0.25m (900/K(0~+60°C @ 1000 hPa)  数字接口:I2C  电流:5.4μA @1Hz 采样率  工作温度范围:-40~+125°C RoHs 兼容、无卤 产品用途:  室内导航  3D

Toshiba Imaging Systems Division IK-HR3 摄像机

IK-HR3H是东芝在一芯片高清摄像机方面的最新创新。这个经济的相机头结合了前所未有的用户控制和先进的降噪技术。功能丰富的渐进式扫描,210万像素1080p高清CMOS相机兼容东芝的3芯片相机控制器,以产生卓越的色彩精度,高分辨率,并提高灵敏度从一个难以置信的小包装。IK-HR3H遥控头相机非常适合3D成像、显微镜、科学成像、诊断、航空航天、专业广播和其他需要特殊视频性能、高灵敏度和超小型封装的应用。

TDK-Micronas HAR3900DJ-A TDK/Micronas

HAR3900DJ-A是TDK-Micronas GmbH生产的一款高性能的3D位置传感器,属于HAL/HAR 3900系列。作为HAL3900的全冗余版本(dual-die),HAR3900DJ-A在单一封装内堆叠了两个独立的芯片,每个芯片都通过一个封装侧面的引脚进行电气连接。

TDK-Micronas HAR3725DJ-A 其它

该传感器利用了 Micronas 专有的 3D HAL® 技术,提供全面的冗余功能,通过在单一封装内堆叠两个独立的工位,每个工位都连接到封装的相对侧。

评论

您需要登录才可以回复|注册

提交评论

广告

中国传动网

这家伙很懒,什么描述也没留下

关注

点击进入下一篇

后摩尔时代,EDA发力封装!

提取码
复制提取码
点击跳转至百度网盘