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3次元SiP集積化\術がシステム問Dり組みに向かい始めた

シリコンチップを3次元に_ね合わせて、kつのICパッケージに集積する\術、3次元SiP\術が新しいフェーズに入った。TSV(through silicon via)と}ばれる楉姪填法△修譴鉾爾Ε┘奪船鵐亜電極穴mめといったこれまでの]プロセスに点が当たっていた3D集積\術の応が見え始め、設や信頼性h価、テストへとシステム的な広がりを見せてきた。ASET(先端電子\術開発機構)が主(h┐o)したInternational 3D System Integration Conference (3D SIC) 2008においてこういった向が見えてきた。

初日最初の基調講演で、(sh━)Intel社Microprocessor Technology研|所のShekhar Borkar(hu━)は、3次元に集積することの最j(lu┛)のメリットがCPUやI/Oの高]のデータレートに瓦靴董▲瓮皀蝓爾厘いデータレート、すなわちバンド幅とのギャップをmめるためのキーテクノロジだと述べた。しかもI/OピンではGbps当たりの消J電はまだj(lu┛)きいため、これも下げる要がある。このための3D実△め}になるという。例えば、チップ間の信(gu┤)は5mm以巛`れるとインダクタンス成分が効いてきて分布定数的な振る舞いをするためインピーダンスマッチングの要やシグナルインテグリティが問となってくる。しかし、チップ間{(di┐o)`が2mm以下だとインダクタンス成分を無でき集中定数v路でDり扱えるため、高]化に向くとしている。


Solution


さらにマルチコアやマルチプロセッサシステムではコアとL1およびL2キャッシュとのバンド幅を広くできるため、L2キャッシュとバルクメモリーとの間に3Dメモリーを搭載すれば、高]化だけではなく低消J電化も可Δ砲覆蝓100Gバイト当たり25Wだったのが2W度に収まると見積もっている。Intelは以i80コアの並`プロセッサを発表していたが、そのコアごとに256Kバイトのローカルメモリーをeたせるというアーキテクチャを3Dスタック構]で実現できる。ここに並`マルチコアプロセッサのシステムが擇てくるとしている。

いてベルギーIMECのEric Beyne(hu━)は、3D集積化ではコストダウンが実化のカギを曚襪燭瓠3D実△WLP(ウェーハレベルパッケージ)やワイヤボンドによる来のスタック実◆TSVによる実△覆匹糧羈咾鮃圓辰拭そのT果、やはりTSVがコスト的に見合うこと、できるだけ楉鵡Δ鮠さくすることなどを述べた。TSVの最j(lu┛)の問は、配線のルーティングであると指~した。ルーティングはこれまで以屬吠雑になり、へたをするとメタル層を{加したり、チップをj(lu┛)きくしなくてはならなくなる恐れさえあるとしている。TSVだけなら、半田ではなくCuを使った20μm度の薄いウェーハの楉魅咼△高密度化できるという。

メモリーメーカーのドイツQimonda社Backend Innovation靆腓亮臉淵┘鵐献縫△任△Harry Helder(hu━)は、メモリー3D集積化のメリットはメモリーのバンド幅をさらに広げることだと述べた。やはりIntelと同様な考えでメモリーの3D化を進めている。同(hu━)は、Qimonda\術の詳細はBせないとしながらもCuマイクロバンプがHピン化のめ}になるとしている。これはCu電極の屬SnあるいはSn-Ag合金をコーティングしているが、w相反応で電極同士がT合するSOLID(solid liquid interdiffusion)\術と}んでいる。

(sh━)UCLAのJason Cong(hu━)は、放X設屬TSVはXを逃がす_要な役割を果たすことをシミュレーションで検証し、フロアプランニングやH層スタック屬離檗璽箸離僉璽謄ショニング、配線の折り返しデザインなどがXB^を考慮したX設の指針になることを(j┤)した。

高]化に瓦靴討蓮▲轡螢灰鵑離ぅ鵐拭璽檗璽供淵船奪廚鮑椶擦覺韶)の(sh┫)向へ向かうことを沖電気工業や噞\術総合研|所などが指~している。

ASETは平成19Q度に「次世代次元積層\術開発の先導研|」と称して3次元SiP集積化\術の調hを行ってきたが、その調hT果を3D-SIC終了後に発表した。その成果報告をpけ、2008Q度から3次元集積化\術プロジェクトの通称「ドリームチップ画」をNEDOに申个掘現在検討中で本格的な3D SiP集積化\術プロジェクトがまもなく始まると見ている。

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