芯片未來怎么發(fā)展？IMEC這樣看
芯片未來怎么發(fā)展？IMEC這樣看
未來幾年將在工業(yè)中引入哪些邏輯 CMOS 縮放的新創(chuàng)新？
在imec看來，使用晶圓背面為設(shè)備供電是下一個主要的性能提升器。晶圓正面的傳統(tǒng)金屬層將用于路由信號，而晶圓背面的金屬層將用于供電。將電源傳輸和信號路由分開可以降低電源中的壓降（從而提高性能）并減少前端金屬路由的擁塞。
英特爾也宣布，他們將在 2nm 節(jié)點上引入這種帶有納米片器件的器件。
TEM 圖像顯示了連接到晶圓背面和正面的縮放 FinFET。
IMEC進一步指出，納米片和forksheets之外的器件架構(gòu)是complementary FETs (CFET)，其中 N 和 P 器件使用復(fù)雜的集成相互堆疊。imec強調(diào)。未來還有幾種潛在的 CFET 類型，但他們正處于探索的早期階段。
在后端金屬化中，IMEC表示，銅雙鑲嵌集成將讓位于高縱橫比金屬蝕刻以形成低于 20nm 間距的圖案線。而IMEC一直專注于將釕用于直接金屬蝕刻。為了降低電阻，釕的縱橫比將隨著氣隙的增加而增加，以減少電容的影響。這些更改將確保后端 RC（電阻-電容）擴展路線圖在多個節(jié)點上繼續(xù)進行。
IMEC方面認為，邏輯和內(nèi)存組件的擴展變得越來越困難。即使由于集成復(fù)雜性導(dǎo)致成本繼續(xù)增加，節(jié)點到節(jié)點的改進也在減少。在設(shè)計方面，有一種趨勢是為每個功能（如神經(jīng)處理、圖形、視頻等）創(chuàng)建更多特定領(lǐng)域的加速器，并且更加關(guān)注硬件-軟件協(xié)同優(yōu)化以在系統(tǒng)級別獲得更多收益。
還有一個驅(qū)動力來確定特定技術(shù)以解決系統(tǒng)瓶頸，例如內(nèi)存墻（如何以高帶寬獲取數(shù)據(jù)，以足夠的速度和足夠低的功率為邏輯內(nèi)核供電），電源墻（如何有效地處理電力傳輸和散熱）或數(shù)據(jù)通信瓶頸（如何確保有線、光子學(xué)和無線基礎(chǔ)設(shè)施能夠處理成倍增長的數(shù)據(jù)流量），而不是依賴現(xiàn)成的通用技術(shù)。
據(jù)IMEC所說，在 AMD 的 V-cache 技術(shù)等高性能計算空間中有一些示例，其中使用 3D 集成使額外的 SRAM 內(nèi)存更接近 CPU。另一個例子是使用硅中介層橋接連接 Apple M1 Ultra 片上系統(tǒng) (SoC) 中的兩個 CPU 芯片。
隨著光學(xué) IO 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)帶寬的增加，行業(yè)還在大力推動利用不同的 3D 和 2.5D 技術(shù)共同封裝電子和光子 IC，以減少寄生電阻。對于3D 和 2.5D 連接，根據(jù)連接密度、成本和復(fù)雜性，有多種選擇。設(shè)備、計量和 EDA 基礎(chǔ)設(shè)施也需要成熟，以推動標(biāo)準(zhǔn)化并降低成本以實現(xiàn)更廣泛的采用。
IMEC表示，隨著光學(xué) IO 支持的數(shù)據(jù)速率增加，電子 IC 和光子 IC 使用共同封裝的光學(xué)器件更緊密地集成以減少寄生效應(yīng)。而他們正在開發(fā)新模塊，以使共同封裝的光學(xué)器件成為現(xiàn)實。
在主動式存儲器計劃中，IMEC不斷提高 IGZO（銦鎵鋅氧化物）器件的器件性能和可靠性，這將在未來的規(guī)?；?DRAM 架構(gòu)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在IMEC的存儲計劃中，他們將繼續(xù)為存儲應(yīng)用推動傳統(tǒng)的全方位門控3D NAND 閃存擴展路線圖。
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