Инновации в технологиях полупроводников зависят от уменьшения размеров корпусов чипов с одновременным повышением функциональности и более эффективными методами подачи питания. Текущие методы подачи питания занимают много места на подложке, что приводит к увеличению затрат, более крупным размерам чипа и меньшему числе транзисторов. В начале этого года Samsung Semiconductor представила свои исследования альтернативных методов подачи питания для полупроводников: подачу питания через обратную сторону. Это может привести к существенному уменьшению размеров кристалла и уменьшению перегрузки маршрутов.
Подача питания через обратную сторону чипа
Согласно сообщению TheElec и презентации Samsung на Симпозиуме по VLSI (Схемы сверхбольшого уровня интеграции) в этом году, компания предлагает использовать новые подходы к подаче питания через обратную сторону чипа (BS-PDN), чтобы успешно сократить необходимую площадь подложки на 14.8%, по сравнению с традиционной подачей питания через переднюю сторону (PDNs).
Успешная реализация этой технологии привела к уменьшению площади на 10.6% и 19% в двух ARM-схемах, одновременно позволи уменьшить длину проводников на 9.2%.
В традиционных сетях передней стороны PDNs (FSPDNs), компоненты полупроводников должны быть расположены на передней стороне подложки для передачи с линии питания на сигнальную линию и транзисторы. Такая конфигурация занимает много места и может привести к потерям энергии при передаче на земляные шины в структуре полупроводника.
BS-PDN (сеть подачи питания через обратную сторону) разработана для решения этих архитектурных ограничений.
Этот подход полностью разделяет подачу питания и сигнальную сеть и использует обратную сторону подложки для размещения распределения питания. Используя обратную сторону подложки, Samsung и другие производители полупроводников могут направлять подачу питания через более короткие и широкие линии с меньшим сопротивлением, улучшенной производительностью и уменьшенной перегрузкой маршрутов.
Недостатки технологии
Хотя технология BS-PDN выглядит многообещающе, есть несколько преград, которые мешают ей стать новым стандартом. Одной из самых больших проблем при внедрении новой модели подачи питания, является потенциальное снижение физической прочности чипа. Samsung говорит, что эту проблему можно решить, уменьшив высоту или увеличив ширину подложки, однако идея все еще нуждается в дополнительном тестировании.
Помимо этого, также требуются новые достижения в технологии химико-механической полировки (CMP). Текущие методы CMP используются для удаления 5-10 микронов неровностей с обратной стороны подложки. Внедрение BS-PDN потребует нового способа полировки подложки без повреждения основных компонентов питания.
