芯片级深度解读：IBM、3M合攻3D芯片市场

2011-10-14 15:35

　　连续创业者Zvi Or-Bach认为，3D IC设计师应该将重点从TSV转向超高密度的单片型3D上。Or-Bach这么说并不意外，因为他的最新身份是IP开发商Monolithic 3D公司的总裁兼首席执行官。初创公司BeSang也声称将在2012年推出不需要依靠TSV的单片型3D存储芯片。

　　但是，如今工艺的最高水平是基于TSV的3D芯片叠放技术，而主要的半导体公司都一直致力于这一技术的研发。Envisioneering Group总监Richard Doherty表示：“IBM正通过与3M的合作来实现这一技术的突破，摆脱当前限制。但IBM在3D芯片领域的每一个进步都会激发三星、英特尔和TSMC等竞争对手的创造力，他们也有各自的3D芯片研发计划。”

　　3D IC的制造工艺并不是才有的，当前的努力是为了进一步改进。例如，目前很多CMOS成像器都采用TSV技术传送像素数据，而芯片堆叠这个想法本身也可追溯到1958年晶体管之父William Shockley获得的专利。从此之后，堆叠技术就得到了广泛使用，比如将一个微机电传感器叠放在ASIC上，或是将一个小DRAM叠放在处理器内核上，不过通常是采用丝焊技术进行芯片的互连。从丝焊向TSV技术的转变使芯片互联更紧密。

　　Doherty表示：“3D IC引出了许多关于芯片设计的新创意。现在设计师们可以将CPU、存储器和I/O功能以创新的方式结合起来。”

　　各半导体行业协会也正积极地为3D技术制定标准。国际半导体设备材料产业协会（SEMI）设立了四个工作组从事3D IC技术标准的制定。SEMI成立的三维堆叠集成电路标准委员会包括SEMI成员Globalfoundries、惠普、IBM、英特尔、三星、联电、Amkor、 ASE、 IMEC、ITRI、Olympus、高通、Semilab、东电电子以及赛灵思。

　　半导体制造联盟（Sematech）设立了一个3D芯片设计启动中心，其成员包括Altera、Analog Devices、LSI、安森美半导体和高通。另外，Sematech也在奥尔巴尼大学纳米科学与工程学院学院设有一条300mm 3D IC试点产品线。

　　Fraunhofer IZM也表示能在2014年前将处理器、存储器、逻辑、模拟、微机电系统和RF芯片集成到单片型3D IC中。