Klebstoffe für Prozessoren aus bis zu 100 Chips
IBM plant gemeinsam mit dem Klebstoffspezialisten 3M die Entwicklung von neuen Klebstoffen, die die Herstellung von gestapelten Prozessoren aus bis zu 100 Chip-Lagen ermöglichen sollen. Durch das höhere Integrationsniveau beim „Stacking“ der Chips verspricht man sich unter anderem eine höhere Leistung.
So sei durch die Verbindung von Prozessor, Hauptspeicher und Netzwerkkomponenten in einem Stapel im Idealfall eine bis zu 1.000 mal höhere Leistung möglich als bei heutigen Prozessoren. Das Stapeln von Chips an sich ist dabei nicht neu. Speicherchips werden bereits heute mit Hilfe der sogenannten TSV-Technologie übereinander angeordnet. Durch die Verwendung von Klebstoffen soll dem Stapeln von Chips weiter Vorschub geleistet und auch komplexere Strukturen ermöglicht werden:
Heutige Chips, auch solche mit 3D-Transistoren, sind de facto 2D-Chips mit noch immer sehr flachen Strukturen. Unsere Wissenschaftler beabsichtigen, Materialien zu entwickeln, die es uns erlauben, sehr hohe Computerleistungen in einen neuen Formfaktor zu bringen - den „Silizium-Skyscraper“. Wir glauben, dass wir den jetzigen Status im Bereich Packaging weiterentwickeln und dabei eine neue Klasse an Halbleitern schaffen können, die höhere Geschwindigkeit und mehr Möglichkeiten bereitstellt, bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch. Dies sind Schlüsselanforderungen vieler Hersteller, besonders der Anbieter von Tablets und Smartphones.
Bernard Meyerson, VP Research, IBM
Die gemeinsame Forschung von 3M und IBM wird an einigen der schwierigsten technischen Herausforderungen angreifen, die beim Übergang der Branche auf echte 3D-Chipformen auftreten. Die Kleber müssen beispielsweise die Hitze effizient durch einen dicht gepackten Chipstapel abführen und von wärmeempfindlichen Bauteilen wie logischen Schaltkreisen fernhalten können.
Heutzutage benötigen viele Halbleitertypen, inklusive derer für Server und Spielekonsolen, Packaging- und Verbindungstechniken, die nur bei einzelnen Chips angewendet werden können. Die neuen Kleber sollen für ganze Siliziumwafer verwendet werden können und dabei hunderte oder tausende von Chips auf einen Schlag beschichten, während die heutigen Prozesse eher mit einem Schritt-für-Schritt-Prozess bei jedem einzelnen Chip vergleichbar sind. Im Rahmen der Vereinbarung wird IBM Expertise in der Entwicklung von Halbleiterpackaging-Prozessen einbringen und 3M seine Expertise in der Entwicklung und Herstellung von adhäsiven Materialien.
