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          目標(biāo) 2026 年量產(chǎn),初探臺積電背面供電半導(dǎo)體技術(shù):最直接高效,但生產(chǎn)難度、成本高

          作者: 時間:2024-07-04 來源:IT之家 收藏

          IT之家 7 月 4 日消息,根據(jù)工商時報報道,提出了更完善的背面供電網(wǎng)絡(luò)(BSPDN)解決方案,所采用方式最直接、高效,但代價是生產(chǎn)復(fù)雜且昂貴。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202407/460670.htm

          為什么要背面供電網(wǎng)絡(luò)?

          由于晶體管越來越小,密度越來越高,堆疊層數(shù)也越來越多,因此想要為晶體管供電和傳輸數(shù)據(jù)信號,需要穿過 10-20 層堆棧,大大提高了線路設(shè)計的復(fù)雜程度。

          背面供電技術(shù)(BSPDN)將原先和晶體管一同排布的供電網(wǎng)絡(luò)直接轉(zhuǎn)移到晶體管的背面重新排布,也是晶體管三維結(jié)構(gòu)上的一種創(chuàng)新。

          該技術(shù)可以在增加單位面積內(nèi)晶體管密度的同時,避免晶體管和電源網(wǎng)絡(luò)之間的信號干擾,減輕線路后端的布線擁塞并提供電源性能優(yōu)勢,增強(qiáng)芯片的可靠性。

          技術(shù)難點

          背面供電的難點在于需要打磨晶圓(wafer)背面,讓其薄到將近可以接觸電晶體,但同時,這樣會使晶圓剛性大打折扣,因此必須在晶圓正面鍵合一片載體晶圓(carrier wafer),來承載背面制造過程。

          另外在 nTSV(納米硅穿孔)工藝中,為要確保納米級孔中銅金屬涂布均勻,也需要更多設(shè)備協(xié)助檢測。

          的更為直接、高效

          IT之家查詢公開資料,全球背面供電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前有 3 種解決方案:

          • 英特爾的 PowerVia

          • 比利時微電子研究中心(imec)的 Buried Power Rail

          • 的 Super PowerRail

          晶體管由四個主要組件組成,包括源極、汲極、通道和閘極。源極是電流流入晶體管的入口,而汲極是出口;通道和柵極依序負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)電子的運動。

          臺積電的 A16 節(jié)點制程技術(shù)中的電力傳輸線直接連接到源極和汲極,因此要比英特爾的背面供電技術(shù)更加復(fù)雜。臺積電表示,其決定采用更復(fù)雜的設(shè)計原因是有助于提高客戶芯片的效能。

          臺積電表示在相同工作電壓(Vdd)下,使用 Super PowerRail 的 A16 節(jié)點運算速度要比 N2P 快 8~10%;相同運算速度下,功耗降低 15%~20%,芯片密度提升高達(dá) 1.10 倍。

          臺積電所采用方式最直接、有效,但代價是生產(chǎn)復(fù)雜且昂貴。為反映價值,臺積電在價格方面也進(jìn)行調(diào)整,據(jù)悉先進(jìn)制程部分已成功漲價,并在明年 1 月開始漲價,特別針對 3nm / 5nm AI 產(chǎn)品線,調(diào)整 5%~10%。




          關(guān)鍵詞: 臺積電 晶圓代工

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