거의 모든 소비자 전자 제품의 가장 기본적인 구성 요소 중 하나 인 마이크로 칩은 매우 흥미로운 현상, 보통 2 차원에서 3 차원으로 변하는 팬케이크처럼 전자 장치로 변하는 얇고 평평한 마이크로 칩으로 부상하고 있습니다 중요한 영향을 끼치십시오.
칩 설계자는 성능, 전력 소비 및 기능면에서 예상치 못한 이점을 가져올 수있는 스태킹 유형을 발견하고 있습니다.
이 기술 없이는 Apple Watch Apple Watch가 만들 수 없으며, NVIDIA와 Google의 최첨단 고체 메모리, 인공 지능 시스템 및 소니의 초고속 새 카메라도 예외는 아닙니다.
제품이 회로 기판 멀리, 마이크로 칩은 구획 사이의 거리가 될 마이크로 칩을 확장하는 것보다, 맞춤형 부품을 필요로 이것은 차원이없이. 도시 계획을 스택에 유사하다. 그러나, 한 번 시작 칩을 스태킹하면 모든 것이 더 가까워지는 실리콘 '도시'를 만들 수 있습니다.
물리적 관점에서 볼 때이 디자인의 이점은 분명합니다. 전자가 구리보다 더 먼 거리를 이동할 필요가있을 때 전자는 더 많은 에너지를 소비하고 발열하며 대역폭을 줄입니다 ARM은 마이크로 칩 디자인 회사 ARM Research의 미래 실리콘 기술 담당 디렉터 인 Greg Yeric은 스택 된 칩이 더 효율적이며 열 발생률이 적고 훨씬 짧은 상호 연결에서 가벼운 속도로 통신 할 수 있다고 말합니다.
3D 스택 형 칩의 원리는 간단하고 간단하지만 1960 년대에 처음 소개되었고 군사용 하드웨어와 같은 고급 어플리케이션에 산발적으로 적용되는 것은 쉽지 않습니다.
그러나 TechInsights Microchip Research의 분석가 인 Sinjin Dixon-Warren은 대부분의 주요 칩 제조업체 (AMD, Intel, Apple, Samsung 및 NVIDIA)와 자일링스의 소형 폼 팩터 전문 회사 누적 된 칩 제품은 약 5 년 동안 만 등장했습니다. 왜 우리는이 작업을해야합니까? 엔지니어가 칩을 더 나은 성능으로 만드는 다른 방법을 찾기 시작했기 때문에.
스택 된 칩은 다른 커클 드 칩의 '래퍼 (wrapper)'의 일부인 경우가 많으므로 업체는 다양한 제조 공정을 통해 여러 가지 칩을 제작 한 다음 절약 공간을 통해 접착제를 더 많이 또는 덜 붙일 수 있습니다. '3D 스택 패키지'방식은 모든 휴대 전화 부품이 단일 실리콘 위에 새겨지는 휴대 전화에서 자주 사용되는 '시스템 온칩'방식과 다릅니다.
Dickson-Warren은 Apple Watch는 1 세대 이후로 가장 진보 된 3D 스택 칩 패키지 중 하나에 힘 입어 30 개의 서로 다른 칩을 플라스틱 랩으로 봉인했다고 전했다 , 공간을 절약하기 위해, 메모리 칩은 논리 회로에 쌓여 있습니다. 칩 스태킹 기술이 없다면, 시계의 디자인은 너무 작아 질 수 없습니다.
삼성 전자는 실리콘 기반의 '고층 건물'을 만들었지 만, 삼성 전자는 휴대폰, 카메라, 노트북 데이터 저장을위한 V-NAND 플래시 메모리를 64 층 스택으로 갖고있다. 그냥 미래의 버전은 96 레이어를 발표했다.
스토리지는 칩 스태킹 기술의 자연스러운 응용 프로그램입니다. 칩 디자이너가 오랫동안 고민하고있는 문제를 해결하기 때문입니다. iPad에서 슈퍼 컴퓨터까지 모든 장치에 더 많은 코어를 추가하면 원하는 속도가 제공되지 않습니다. 로직 회로와 필요한 스토리지 용량 간의 통신이 지연되므로 스토리지 구성 요소를 칩에 직접 스태킹하면 둘 사이의 연결 경로가 단축 될 수 있습니다.
NVIDIA의 하드웨어 엔지니어링 담당 수석 부사장 인 Brian Kelleher는 AI 용으로 구축 된 Volta 마이크로 프로세서가 8 계층의 고 대역폭 메모리를 GPU에 직접 쌓아 놓은 방식으로 작동한다고 말하면서, 효율성에 대한 새로운 기록을 만들었습니다.
켈러 (Kehler)는 "우리는 스토리지 시스템에서 자유롭게 할 수있는 모든 힘을 컴퓨팅에 사용할 수있다"고 말했다.
칩 스태킹은 몇 가지 새로운 기능을 가져 왔습니다. 많은 휴대 전화 카메라 이미지 센서가 여분의 속도를 초과하는 이미지 처리 칩 위에 직접 겹쳐져있어 여러 장의 사진을 찍어서 희미한 장면이 더 많은 빛을 포착합니다.
Sony의 프로토 타입 카메라는 이미지 센서, 메모리 및 로직을 포함하여 초당 최대 1000 프레임의 2 층 칩을 사용하여 한 걸음 나아갔습니다.이 접근 방식의 효과는 사진 터치 이미지 센서, 메모리에 직접 액세스 한 다음 실시간 처리가 가능합니다. 낮은 조명 조건에서 높은 가시성을 확보 할 수있을뿐만 아니라, 빠르게 움직이는 물체를 단일 프레임 응고하는 초 저속 모션 비디오를 촬영하는 데 사용할 수도 있습니다.
현재 3D 마이크로 칩을 더 많은 전자 장치에 적용하려면 장애물을 해결하는 데 많은 자원이 필요합니다.
우선 3D 칩의 탄생 직후에 스태킹을위한 진화론 적 설계 툴은 충분히 발전하지 못했다고 Yerick은 말하면서, 칩을 평평하게하는 데 사용되는 것과 유사한 간단한 디자인 툴이 널리 보급되고 적층 될 때까지 이 칩은 여전히 최고의 엔지니어링 인재로 비즈니스를 창출 할 수있을 것입니다.
또 다른 문제는 제조사가 칩을 서로 물리적으로 안정적으로 쌓고 연결하는 방법을 여전히 배우고 있다는 것입니다. 이는 일부 제조 공정이 상대적으로 적게 산출된다는 것을 의미합니다.
그러나 딕슨 - 워렌 3D의 인기는 칩이 매우 빠르다 스택 지적, 그들은 필연적으로 십년 전 산업의 주류가 될 것입니다,이 기술은 대학 실험실에서 거의 독점적으로 존재; 오십육년 전에, 그것은 여전히 찾기 어렵다. 상업 케이스.하지만 지금은 네트워킹, 고성능 컴퓨팅 및 기타 하이 엔드 애플 시계 착용 할 수있는 장치와 같은 응용 프로그램의 모든 종류에 나오는, 뛰어 올랐다.이 웨이의 사이트 iFixit의 CEO 카일을 해체 잘 알려진 전자입니다 카일 위스 (Kyle Wiens)는 아이폰 X의 '두뇌'에도 등장한다고 말했다.
Jericho ARM에서 최종 3D 칩을 사용하면 웨어러블 제품이 대형 장치만큼 강력 해져 센서가 가득 찼을지라도 며칠 동안 계속 실행될 수 있습니다. 언젠가는 시계가 혈당 수치를 확인할 수 있다면 놀라지 않을 것입니다.
칩을 2 차원에서 3 차원으로 가져 오는 것은 시작일뿐입니다. 곧 칩 레이어는 현재가 아닌 빛으로 통신하게 될 것입니다. 먼 미래에는 전례없는 처리 성능으로 빛나는 크리스탈을 사용하므로 회로 기판을 교체하면 실리콘을 완전히 없앨 수 있습니다 - 인조 다이아몬드로 바뀔 수 있습니다.