芯片材料 3D芯片



     摩尔定律预测:晶片上的电晶体芯片密度每18个月将增加一倍。这一定律被认为主导了半导体行业的基本商业模式。50多年来电晶体芯片都是以平面设计,靠体积不断减少,才可以在晶片上愈放愈多,提升运算速度。由于芯片微型化技术近年出现瓶颈,业界开始质疑摩尔定律将会被打破。英特尔耗费10年光阴,一直潜心研究如何让芯片从“平面”走向“立体”,终于在去年看到了成果。

  2011年5月,英特尔宣布开发出第一个3D芯片:22纳米三栅极晶体管。与当时最先进的32纳米平面式芯片相比,3D芯片不仅性能提升了37%,而且只消耗了不到一半的电量。英特尔称它是20世纪50年代晶体管发明以来最重要的进步,它希望通过3D芯片设计出更小、更轻、续航能力更长、计算能力更强的移动设备。

  虽然英特尔在个人电脑市场的份额高达80%,芯片销售收入居全球第一,但最近两年它过得并不顺心。由于一直未能生产出足够节能、可用于手机和平板电脑的芯片,在过去的几年里,英特尔一直在手持设备领域没有什么建树,有人质疑英特尔已是明日黄花,失去创新能力了。一家名叫安谋(ARM)的英国公司赢得了苹果iPhone、iPad的订单,销售额迅猛增长,更要命的是它还向英特尔的固有领地—个人电脑领域发起进攻。据IDC预计,到2015年,逾13%的个人电脑处理器将采用安谋的设计结构。

  英特尔在手持设备领域的暂时落后,并不意味它已经沉沦。3D芯片拯救了摩尔定律,也让英特尔的芯片技术领先对手两到三年时间。通过这个杀手级产品,它赢得了摩托罗拉、联想的大订单,而苹果也表达了未来合作的意向。基于对3D芯片的前景无限看好,2011年英特尔加大了研发投入,由90亿美元提升至102亿美元。如今,3D芯片已实现量产,英特尔最新的Ivy Bridge处理器采用了3D芯片。

  英特尔之所以能克服小尺寸、复杂元件所遇的各种难题,实现3D芯片量产,有赖于其一直坚持的IDM模式。在半导体芯片领域,企业的模式有三种:以英特尔为首的IDM模式,从设计到制造、封装测试以及投向消费市场一条龙全包;以ARM、AMD、高通、博通为代表的Fabless模式,只做设计,没有工厂;另一以台积电为代表的Foundry模式,只做代工,不做设计。

  随着全球主要半导体公司加入到3D芯片制造环节,Foundry模式将受到极大的挑战,因为要成功推动3D芯片,除了技术问题,还涉及复杂的供应链,Foundry模式的芯片代工企业要进行复杂的垂直整合,以满足不同类型半导体公司的需求。“凭借一招半式闯天下的时代已经结束了。”IBM研究副总裁Bernard Meyerson说,“如果只想依赖于某种材料、芯片架构、网络、软件或整合,就无法在3D性能战中有胜算。为了要在3D战场上致胜,就必须尽可能地同时使用所有的资源。”正是对资源能力的充分自信,英特尔做出了Foundry模式即将崩溃的大胆预测。

 芯片材料 3D芯片
  在英特尔的带动下,各半导体企业加快了3D芯片的技术竞赛。如今,IBM已掌握了可以量产的3D芯片,并与3M一道研制出散热冷却的新材料;台积电成立了逾400人的封测团队,全力进军3D芯片市场;Altera、ADI、LSI、安森美和高通等企业发起的半导体制造联盟(Sematech)已成立了一个3D芯片设计中心;台湾工业研究院赞助创建了一个3D IC联盟,目前已有20多个成员。3D芯片作为一种几乎无法避免的技术潮流,彻底影响了移动电子领域,而英特尔扮演了关键的角色。

  

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