近日,據(jù)報道,全球“缺芯”引發(fā)產(chǎn)能危機尚在延續(xù)之時,市場供需失衡得另一層效應正在顯現(xiàn),由于智能手機終端出貨量驟減,部分芯片“砍單”風險正在上升。
也就是說,沒等國產(chǎn)芯片突圍,部分芯片“砍單”竟已現(xiàn)。但當大家都聚焦于國產(chǎn)芯片何時突圍時,我卻想帶大家認識另一個疑惑:芯片為什么都是薄片,不能做成立方體得么?
一、從應用安裝環(huán)境看,薄片顯然符合人們對輕、小、便得要求我們要知道,對于芯片外形特點,我可以肯定地說,沒有可能嗎?得0厚度。其實芯片都有一定厚度,嚴格來講,所有芯片也都是立體得??墒牵瑸槭裁床话研酒龀汕蝮w或立方體呢?我先從芯片所應用得安裝環(huán)境說起。
然后到了大規(guī)模集成電路時代,晶體管被縮小成幾乎肉眼都不可清晰辨識得大小。也就是說,將成千上萬個晶體管,集中布置在指甲蓋大小電路板上,這就是芯片得基本構(gòu)成。
它得出現(xiàn),使得設備運算速度得到質(zhì)得飛躍,推動了計算機技術得迅速發(fā)展。從設計,生產(chǎn)和使用得便利性看,平面布局肯定是允許化、最經(jīng)濟得集成方式,便于生產(chǎn)制造和使用。
可見,如果芯片做成球體或立方體等,無疑會大大增加厚度,為了將電路裝進產(chǎn)品中,產(chǎn)品設計也要擴大體積,這顯然不符合大家對輕、小、便得要求。
二、從制造工藝上看,“立體化”會與現(xiàn)有工藝存在很大程度得不兼容我們試想下,如果說將立方體得六個面全部進行工藝制作,即部分包含器件得表面是垂直或以一定角度放置,就會存在性能不均、工藝難、可靠性差和成本高等一系列問題。
也就是說,從工藝上講,目前工藝都是在厚片上進行表面加工,表面加工完后進行鈍化處理,再做相對簡單得背面加工??捎捎跓犷A算及不同材料熔點不同,一個表面加工完后,另一個表面很難再做高溫處理。
相反,我們會對晶片背面進行減薄,這樣有利于封裝時體積更小,但更重要得是有利于散熱。器件在運行中會出現(xiàn)功耗,產(chǎn)生熱量。這部分熱量若不及時引導出芯片,將會不斷積累,最終造成器件失效,而立方體芯片得散熱將是個大問題。
從實際情況來看,芯片肯定都不是百分百平面得。因為光是晶體管得部分,現(xiàn)行主流得FinFET已經(jīng)是立體結(jié)構(gòu)得,并且未來得晶體管會越來越立體化,而在FinFET之前得Planar,雖然結(jié)構(gòu)定義上是平面得,但物理層面也還是立體得。
而且,我們要知道,除了晶體管以外,芯片實際上還要通過各種金屬層互聯(lián),實際上也是會出現(xiàn)立體結(jié)構(gòu)得,只是并非單片立體,而是組合立體化。
現(xiàn)在比較立體得芯片是類似HBM或者閃存NAND新品,它們都堆了很多層,特別是NAND現(xiàn)在得發(fā)展就是不停得朝著Z軸堆。
相對高性能芯片呢,Intel得Lakefield,AMD得5800x3D,也是在縱向堆疊得,但因為散熱限制真堆不了幾層。