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台3D晶片技术 效能领先全球

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【大纪元1月7日报导】(中央社记者林孟汝台北7日电)国研院今天发表制作多功能超级晶片两项突破性技术,大幅缩小IC堆叠厚度至目前技术的1/150,提升传输速度数百倍,效能领先全球。

国家实验研究院副院长綦振瀛说,未来将技转给台积电、旺宏等晶圆厂及穿戴式显示器厂,估计技转金约新台币上亿元,是国研院截至目前的最高技转金额。

智慧行动装置的内部可利用空间有限,但新世代对人机合一的行动装置要求多功能、可携式,需具备高频宽、低耗能特性,所以近年来积体电路(IC)制作,由平面2DIC衍伸出立体结构的3DIC,藉由IC堆叠来缩短讯号传输距离,以追求更快的传输速度与更低耗能。

IC晶片是由结晶硅及绝缘体构成,目前的技术主要是以“硅穿孔”技术,将两块分别制作完成的IC晶片叠放,并以垂直导线连通,距离约为50微米。

国研院奈米实验室前瞻元件组组长谢嘉民形容,现有的技术就像101大楼只能住一楼跟顶层,且只有一部电梯上下,传输速度因距离而变慢。

传统“积层型3D-IC”技术可在第一片晶片绝缘层上,直接制作第二层结晶硅薄膜及其上IC,但在逾摄氏1000度高温下,可能会损坏第一层IC。

谢嘉民说,国研院开发出的“奈米级雷射局部加热法”可以仅加热第二层结晶硅薄膜,突破这项技制作瓶颈;另外,“奈米超级薄高品质硅薄膜技术”可将结晶硅薄膜磨薄,缩短两层间的距离,是“硅穿孔”技术50微米的1/150。

他表示,利用这两项技术,如同上下101大楼可以有多部电梯同时上下,且每一层楼都可以居住,摆放逻辑线路、快取记忆体、动态记忆体、高频及数位线路等,提升设计弹性及讯号传输速率,并减少耗能。

这项领先全球的技术成果已发表于去年底的“国际电子元件会议”,并被选为11篇公开宣传资料之一,目前正申请美国等5国专利中。

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