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突破3D晶片技術 效能領先全球

中央商情網/ 2014.01.07 00:00
(中央社記者林孟汝台北2014年1月7日電)國研院今天發表製作多功能超級晶片兩項突破性技術,大幅縮小IC堆疊厚度至目前技術的1/150,提升訊傳輸速度數百倍,效能領先全球。

國家實驗研究院副院長綦振瀛說,未來將技轉給台積電、旺宏等晶圓廠及穿戴式顯示器廠,估計技轉金約新台幣上億元,是國研院截至目前的最高技轉金額。

智慧行動裝置的內部可利用空間有限,但新世代對人機合一的行動裝置要求多功能、可攜式,需具備高頻寬、低耗能特性,所以近年來積體電路(IC)製作,由平面2DIC衍伸出立體結構的3DIC,藉由IC堆疊來縮短訊號傳輸距離,以追求更快的傳輸速度與更低耗能。

IC晶片是由結晶矽及絕緣體構成,目前的技術主要是以「矽穿孔」技術,將兩塊分別製作完成的IC晶片疊放,並以垂直導線連通,其距離約為50微米。

國研院奈米實驗室前瞻元件組組長謝嘉民形容,現有的技術就像101大樓只能住一樓跟頂層,且只有一部電梯上下,傳輸速度因距離而變慢。

傳統「積層型3D-IC」技術可在第一片晶片絕緣層上,直接製作第二層結晶矽薄膜及其上IC,但在逾攝氏1000高溫下,有可能會損壞第一層IC。

謝嘉民說,國研院開發出的「奈米級雷射局部加熱法」可以僅加熱第二層結晶矽薄膜,突破這項技製作瓶頸;另外,「奈米超級薄高品質矽薄膜技術」可將結晶矽薄膜磨薄,縮短兩層之間的距離,是「矽穿孔」技術50微米的1/150。

他表示,利用這兩項技術,如同上下101大樓可以有多部電梯同時上下,且每一層樓都可以居住,擺放邏輯線路、快取記憶體、動態記憶體、高頻及數位線路等,提升設計彈性及訊號傳輸速率,並減少耗能。

這項領先全球的技術成果已發表於去年底的「國際電子元件會議」,並被選為11篇公開宣傳資料之一,目前正申請美國等5國專利中。

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