根据外媒报道，蓝色巨人IBM和日本半导体设备商东京电子日前宣布，在3D芯片堆栈方面获得了新得技术突破，成功运用了一种新技术将3D芯片堆栈技术用于的12英寸芯片上。由于芯片堆栈目前仅用于高端半导体产品，例如高带宽内存 (HBM) 的生产。不过，在IBM与东京电子提出新的技术之后，有机会扩大3D芯片堆栈技术的应用。
报道指出，3D芯片堆栈技术在当前被视为延续摩尔定律 (Moore′s Law) 的利器之一，这使得多家半导体企业公司都在进行努力，期望将“每单位面积”的晶体管数量，转变为“每单位体积的晶体管数量”。而与一般平面结构的芯片相较，3D芯片堆栈允许多层堆栈，而硅穿孔封装 (TSV) 就是3D芯片堆栈技术其中的关键。
IBM与东京电子新开发的技术，本质上是一种将硅芯片连接在一起的新方法。传统的芯片堆栈需要堆层间的硅穿孔，这可以使得电力向上流入堆栈层，并使两层串联执行工作。但是，这需要削减堆栈层的背面，以露出TSV空间以提供另一层堆栈层通过TSV来连接。只是，堆栈层中的厚度非常薄，通常仅小于100微米。这就因为着它们的脆弱性，让他们其中需要一个载体芯片来支撑。
所以，通常这些载体芯片由玻璃制成。借载体芯片与芯片的键合，以确保它可以在生产过程中不受损坏。完成生产后，使用紫外激光去除载体。在某些情况下，也可以使用载体芯片，但将其进行层与层分离需要物理的机械力来帮助，这对于芯片的完整性可能是造成风险。因此，在这IBM与东京电子新开发的技术上，将使用红外线激光来进行层与层分离，进一步剥离两个对硅穿孔的芯片，将能有效的降低破坏芯片完整性的风险。
另外，新技术也将允许在不使用玻璃载体的情况下堆栈两个硅芯片。相反，制造商可以跳过这一步，直接进入硅芯片跟暨芯片连接堆栈的步骤。IBM表示，除了不再需要这个额外步骤来简化流程之外，还有其他优势。例如，它表示它将有助于消除工具兼容性的问题，亿降低缺陷的风险之外，并允许对薄芯片进行线上测试。IBM指出，这些优势将使先进的小芯片结构生产变为简易，也使得其技术可以广泛的被应用。
报道强调、自2018年以来，IBM和东京电子在该项技术的研究已经有一段时间了。有鉴于硅芯片制造的发展方向，这可能会是该产业的一个关键发展。因为，随着节点尺寸的微缩到2纳米以下，封装和堆栈技术将成为希望将微缩的过程往更小的节点一栋，而且将不再是发展高性能芯片公司的一项优势。尤其，处理器大厂英特尔 (Intel) 已经在发展使用Foveros技术为Meteor Lake系列处理器进行3D芯片堆栈设计。不过，相较于英特尔，竞争对手AMD在这方面更是领先。然而，到目前为止，AMD的Zen 3架构的处理器仅在其处理器上堆栈L3暂存内存。有传言表示，AMD将会在Zen 4架构的处理器上，以及所谓的Raphael-X的系列产品中，采用3D芯片堆栈技术。但是，目前尚不清楚其即将推出的RDNA3 GPU是否也跟进采用。
IBM表示在纽约州创建新研发与测试据点，且未来将扩大规模。IBM目标此技术创建完整3D芯片堆栈。如此，这将有助于解决供应链问题，同时也可以提高绩效。IBM预计新技术将能帮助半导体供应链降低所需生产与使用的产品数量，同时也有助于未来几年运算处理能力的提升。
(首图来源：IBM)