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Le aziende mettono insieme le loro teste per fare chip che si accumulano
IBM lavorerà con il produttore di materiali 3M per sviluppare la malta necessaria per costruire chip per computer tridimensionali molto più complessi. Le aziende hanno annunciato questa settimana che mireranno a sviluppare microchip composti da 100 strati di chip impilati uno sopra l'altro. Impilare i chip in questo modo potrebbe rendere tutti i tipi di elettronica più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico.
I chip tridimensionali hanno già trovato la loro strada in alcune applicazioni di nicchia, ma sono costosi da realizzare e possono essere impilati solo una dozzina di strati in altezza prima che si surriscaldino.
I chip tridimensionali possono gestire i dati in modo più efficiente perché i dati devono percorrere una distanza minore per raggiungere un componente diverso. I chip impilati con connessioni che li attraversano verticalmente come i tubi in un grattacielo dovrebbero essere in grado di elaborare più dati più velocemente e con requisiti di alimentazione inferiori.
Eby Friedman , un professore di ingegneria elettrica e informatica all'Università di Rochester che non è coinvolto in nessuna delle due società, afferma che a causa di problemi di gestione del calore, i chip tridimensionali di oggi raggiungono una mezza dozzina di strati anche nei laboratori di ricerca. Questi chip stanno bruciando molta energia, molto vicini l'uno all'altro, e gli effetti termici diventeranno dominanti, dice.
Ciò che serve è un materiale che si trovi tra ogni strato, malta che 3M spera di creare, per incollarli insieme ma anche per deviare rapidamente il calore dai trucioli. Abbiamo bisogno di un materiale che assorba lo stress meccanico, conduca il calore molto rapidamente e sia elettricamente isolante in modo fantastico in modo da non avere cortocircuiti, afferma Bernard Meyerson, vicepresidente di IBM Research.
Ming Cheng, direttore tecnico della divisione materiali elettronici di 3M, afferma che l'azienda mirerà a trovare tale materiale espandendo il suo gruppo esistente di materiali adesivi ed elettronici attraverso una combinazione di simulazione computazionale e lavoro di prova ed errore in laboratorio.
Anche i nuovi progetti di chip, su cui IBM sta lavorando come parte della collaborazione, sono fondamentali per far funzionare i chip tridimensionali. Friedman afferma che i problemi di calore sono rimasti in parte perché i produttori di chip hanno, per la maggior parte, visto la realizzazione di chip tridimensionali come un problema di confezionamento, non un problema di progettazione dei chip. Devi cambiare il design dei chip stessi per avere dissipatori di calore e altre caratteristiche: dobbiamo pensare alla produzione di calore in modo primario, non solo pensare alla progettazione per le prestazioni, dice.
Gli stack tridimensionali saranno costruiti su una base di un chip relativamente convenzionale, sormontato da chip che sono stati assottigliati alla metà della loro dimensione normale in modo che l'intera struttura non diventi troppo spessa, afferma Meyerson di IBM. Una delle principali sfide di progettazione per IBM, afferma, è trovare un modo per rendere questi stack non chip per chip, ma wafer per wafer. La produzione su questa scala è l'unico modo per trasformare i chip tridimensionali da un prodotto di nicchia a uno commerciale. Penso che IBM sarà la prima ad avere prodotti commerciali ad alto volume in uscita, prevede Friedman.