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Les entreprises se concertent pour fabriquer des jetons qui s'empilent
IBM travaillera avec le fabricant de matériaux 3M pour développer le mortier nécessaire à la construction de puces informatiques tridimensionnelles beaucoup plus complexes. Les sociétés ont annoncé cette semaine qu'elles viseraient à développer des puces électroniques composées de 100 couches de puces empilées les unes sur les autres. Empiler des puces de cette manière pourrait rendre toutes sortes d'électroniques plus rapides et plus économes en énergie.
Les puces tridimensionnelles ont déjà trouvé leur place dans certaines applications de niche, mais elles sont coûteuses à fabriquer et ne peuvent être empilées qu'une douzaine de couches avant de surchauffer.
Les puces tridimensionnelles peuvent gérer les données plus efficacement car les données doivent parcourir moins de distance pour atteindre un composant différent. Les puces empilées avec des connexions les traversant verticalement comme des tuyaux dans un gratte-ciel devraient être capables de traiter plus de données plus rapidement et avec des besoins en énergie inférieurs.
Eby Friedman , professeur d'ingénierie électrique et informatique à l'Université de Rochester qui n'est impliqué dans aucune des deux sociétés, explique qu'en raison de problèmes de gestion de la chaleur, les puces tridimensionnelles actuelles atteignent un maximum d'environ une demi-douzaine de couches, même dans les laboratoires de recherche. Ces puces brûlent beaucoup d'énergie, très proches les unes des autres, et les effets thermiques deviendront dominants, dit-il.
Ce qu'il faut, c'est un matériau qui se trouve entre chaque couche (du mortier que 3M espère créer) pour les coller ensemble mais aussi pour évacuer rapidement la chaleur des copeaux. Nous avons besoin d'un matériau qui absorbe les contraintes mécaniques, évacue la chaleur très rapidement et est incroyablement isolant électrique afin que vous n'ayez pas de courts-circuits, explique Bernard Meyerson, vice-président d'IBM Research.
Ming Cheng, directeur technique de la division des matériaux électroniques de 3M, a déclaré que la société viserait à trouver un tel matériau en élargissant son groupe existant de matériaux adhésifs et électroniques grâce à une combinaison de simulation informatique et de travaux d'essais et d'erreurs en laboratoire.
Les nouvelles conceptions de puces, sur lesquelles IBM travaille dans le cadre de la collaboration, sont également essentielles au fonctionnement des puces tridimensionnelles. Friedman dit que les problèmes de chaleur sont restés en partie parce que les fabricants de puces ont, pour la plupart, vu la fabrication de puces tridimensionnelles comme un problème d'emballage, et non un problème de conception de puce. Vous devez modifier la conception des puces elles-mêmes pour avoir des dissipateurs thermiques et d'autres fonctionnalités - nous devons penser à la production de chaleur d'une manière primaire, pas seulement penser à la conception pour les performances, dit-il.
Les piles tridimensionnelles seront construites sur la base d'une puce relativement conventionnelle, surmontée de puces qui ont été amincies à la moitié de leur taille normale afin que toute la structure ne devienne pas trop épaisse, explique Meyerson d'IBM. Un défi de conception majeur pour IBM, dit-il, est de trouver un moyen de faire en sorte que ces piles ne soient pas puce par puce, mais plaquette par plaquette. La fabrication à cette échelle est le seul moyen de faire passer des puces tridimensionnelles d'un produit de niche à un produit commercial. Je pense qu'IBM va être le premier à sortir des produits commerciaux à grand volume, prédit Friedman.