В Южной Корее создали технологию, позволяющую укладывать более 10 сверхтонких чипов в один пакет

Новый метод POSTECH объединяет перенос кристаллов и металлическое соединение в один процесс, увеличивая плотность упаковки в 4 раза по сравнению с 12-слойной HBM

Учёные из южнокорейского Университета науки и технологий Пхохана (Pohang University of Science and Technology, POSTECH) разработали технологию сборки полупроводников, которая позволяет стабильно укладывать более 10 сверхтонких чипов в один пакет. Толщина каждого слоя составляет около 14 микрометров — примерно одну пятую толщины человеческого волоса.

Новый процесс объединяет два этапа, которые обычно выполняются отдельно: точное размещение кремниевых кристаллов с помощью технологии переноса и формирование металлических соединений между слоями. Такой подход позволяет одновременно переносить чип, соединять его с соседним слоем и создавать электрические контакты.

Технология предназначена для решения одной из ключевых проблем современных многослойных микросхем памяти HBM (High Bandwidth Memory, высокоскоростная память с высокой пропускной способностью). В таких устройствах несколько кремниевых слоёв размещаются вертикально друг над другом, однако по мере уменьшения толщины отдельных чипов до десятков микрометров они становятся более склонными к изгибу и появлению трещин.

Чем больше слоёв добавляется, тем сложнее сохранить точность сборки.

Источник: POSTECHНовый метод позволил создавать многослойные структуры при температуре ниже 180 °C и давлении менее 20 кПа. Даже после многократной укладки слоёв отклонения при выравнивании оставались минимальными, а деформация отдельных чипов значительно уменьшалась.

Для проверки технологии команда изготовила сверхтонкие кремниевые чипы толщиной около 14 мкм. Каждый из них получил вертикальные электрические соединения и горизонтальные проводящие структуры, оптимизированные для многослойной сборки. По данным исследователей, полученная плотность интеграции примерно в 4 раза выше, чем у традиционной 12-слойной HBM.

Разработка может позволить размещать значительно больше вычислительных элементов в том же физическом объёме, что особенно важно для ускорителей искусственного интеллекта, где требуется высокая производительность при ограниченных размерах и энергопотреблении. Кроме того, технология может применяться в корпусировании чиплетов — подходе, при котором несколько специализированных микросхем объединяются в один корпус, — а также при создании дисплеев следующего поколения на основе Micro LED.