硅通孔技術TSV有多大的前景,目前有哪些公司或者機構在研究?

本人學微電子專業,聽說TSV是一個非常有前景的技術,想知道有哪些機構和公司在進行研究、領頭的專家有哪些、都研究到什麼程度了,以及微電子行業會因為這個發生多大的改變。


啊,沒人邀請我……

我玩得賊溜,有些規則都是任性的我定的,也許以後會有人碰上,也沒什麼道理的啦,做人就是要開心啦。

具體的東西,都是不能說的……

不過,這個東西啊,會成為摩爾定律延續甚至加速的重大推動力喲,不過好多人不信我。

算了,講個笑話吧。

領導:這次同等PA要比上一代帶寬翻倍!

晶晶:好嘞,哞問題

……

……

領導:你懂不懂架構? 介面協議是要有延續性的,怎麼和上一代不兼容?

晶晶:怪我喏


3D Stacking 技術在學術界已經研究了好些年了,我最早是10年在謝源老師講座中了解到的,有興趣可以看下謝老師關於3D的主頁(Yuan Xie"s Homepage)。3D Stacking技術簡單來說就是將多個die通過TSV穿孔互聯,降低片間通信時延的同時,增加通信帶寬。具體的應用中可以根據需要將logic die和memory die堆疊起來,增加帶寬;或者多個memory die堆疊起來,增加存儲密度。

學術界的研究除了研究工藝本身(如堆疊後散熱問題如何解決等),還有就是3D Stacking技術的具體應用(如將多個dram晶元堆疊在片上做DRAM Cache等)。更多的可以看謝老師寫的書《Die-Stacking Architecture》(Synthesis Lectures on Computer Architecture)。

工業屆的應用我之前關注的時候有鎂光的hmc(Hybrid memory cube,Hybrid Memory Cube Consortium),現在好久沒關注,不太清楚進展了。


這個當然牛X,海思用過TSMC的CoWoS,算2.5D,Intel自己也用上了算正經3D,對接on die memory。

新工藝那麼貴,yield rate那麼高,有TSV可以在die size不劇增的情況下,極大提高密度,集成度,當然好。


降功耗,提升帶寬,多層堆疊可縮小die size。

工藝比較複雜, 要磨薄die 。

基本玩的都是大公司,小公司沒錢。投入太高。


整體而言,半導體行業朝著兩個方向發展,一個是為了滿足Moore摩爾定律,線寬(柵極寬度)逐漸減少,以提高集成度。另一個是,超越摩爾定律,即more-than-Moore技術。

超越摩爾定律more-than-Moore定律將發展方向轉向各種封裝技術的綜合創新,即採取系統封裝(System in Package,SiP)的方法將模擬電路、射頻電路、高壓和功率電路、感測器乃至生物晶元等全部集成在一起,形成功能更全、性能更優、價值更高的系統,尤其是基於硅通孔(Through Silicon Vias, TSV)互連的3D集成技術。

William Shockley於1962年在一篇專利中首次提出的TSV結構如下圖:

William Shockley提出的TSV結構圖

TSV是實現3D集成最為關鍵的技術。2D與3D integration對比如下圖所示,可見TSV可以使得信號在不同層級間傳輸,與2D相比3D集成具有高性能、寬頻寬、低功耗、低信號延遲、小尺寸等特點。

下圖展示了一種3D integration 方案,此集成方案中微顯示器(microdisplay),微機電系統(microelectromechanical systems ,MEMS),光電元件(opto),存儲器(memory),微處理器(microprocessor)等通過硅通孔及微凸點(micro bumps)在三維方向堆疊。可見,TSV技術(當然還有微凸點鍵合技術)是實現邏輯電路與CIS,MEMS,RF等異質集成的最有希望的技術。在不久的將來,通過TSV也可實現photonics和LED的集成。

3D IC integration通過TSV,薄晶元和微凸點實現互連

目前來說,TSV技術是高端儲存器的首選互連方法。做的最好的,當然然是三星。下圖為三星公司全球首款採用3D TSV封裝技術打造的DDR4內存條,單條容量高達64GB。該DDR4內存採用三星先進的20 nm和3D TSV via-middle封裝工藝,所採用的TSV技術可以使硅晶圓或晶元的垂直互連,實現將多個晶元堆疊起來,提升容量和性能。DDR4內存條上有多達36顆DDR4 DRAM內存顆粒,每一個都封裝了4個4Gb DDR4 DRAM晶元。採用TSV封裝技術的64GB DDR4內存模塊,相較於引線鍵合,速度最高提升一倍,並且能耗也降低約一半。

三星64 GB DDR4 DRAM當然,華天科技也有很多項目在做TSV,比如CIS,3D堆疊啦等等。


國內的話,有個中南大學牽頭 清華 上交 華科 等院校 企業合作的973項目 目前已經通過中期了。首席科學家 朱文輝教授


對fpga這種堆sram的東西來說絕對是個好東西,什麼不同工藝的die堆疊讓學術界玩去吧。。。


我也想知道這個技術具體含義及其前景,同問


前景不敢說,現狀就是想在家附近換個工作不容易,看著滿眼的SMT之類的也是很無奈。坐標蘇錫常。不過說實話技術還是可以的,分開看每一個環節都值得學習。


啊O(∩_∩)O哈!其實我給自己貼了個微電子的標籤,我只是個大一微電狗。。。。。。。我想我知道的不比你多。。。。。抱歉啦,謝謝邀請


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