گلوبال فاندریز و ARM تراشه‌های سه‌بعدی پربازده را آزمایش کردند

گلوبال فاندریز با همکاری ARM، نسخه‌ی آزمایشی تراشه‌های سه‌بعدی با لیتوگرافی ۱۲ نانومتری را ساخته‌اند.

گلوبال فاندریز (GlobalFoundries) در هفته جاری اعلام کرد از فرایند تولید تراشه‌های ۱۲ نانومتری خود با فناوری FinFET برای ساخت تراشه‌ی سه‌بعدی پربازده استفاده کرده است. این شرکت عقیده دارد تراشه‌های سه‌بعدی این‌چنینی با چگالی بالا، بهبود عملکرد و بهینه‌سازی مصرف برق را برای طیف وسیعی از کاربردها به‌ارمغان می‌آورند؛ کاربردهایی همچون هوش مصنوعی و یادگیری ماشین و راهکارهای رده‌بالای قابل‌حمل و بی‌سیم برای کاربران.

رقابت برای تولید تراشه‌های سه‌بعدی

نسخه‌ی آزمایشی تراشه‌ی مذکور با استفاده از فرایند تولید تراشه‌‌ی ۱۲ نانومتری FinFET گلوبال فاندریز ساخته شده و فناوری اتصال توری ARM نیز در سطح سه‌بعدی آن به‌کار گرفته شده است. این راهکار تولید تراشه با هسته‌های بیشتر را تسهیل می‌کند و انتقال مستقیم داده میان هسته‌ها را بهبود می‌بخشد. روش مذکور به تأخیر کمتر و سرعت بیشتر انتقال داده برای مراکز داده و رایانش لبه‌ای و سایر کاربردهای مصرفی پیشرفته منجر می‌شود.

در عصر داده‌های عظیم و رایانش شناختی، فرایند پیشرفته‌ی بسته‌بندی تراشه در مقایسه با گذشته از اهمیت بیشتری برخوردار است. استفاده از هوش مصنوعی و نیاز به اتصالات کم‌مصرف و پربازده، به‌کارگیری فرایند بسته‌بندی پیشرفته را تسریع کرده است.

جان پلرین، رئیس بخش توسعه فناوری شرکت گلوبال فاندریز، درباره‌ی این موضوع می‌گوید:

از همکاری با شریکی نوآور همچون ARM برای ارائه‌ی فرایند بسته‌بندی پیشرفته‌ی تراشه بسیار خوشحالیم. این راهکار ادغام فناوری‌های مختلف تولید تراشه را ممکن و پیمایش منطقی، پهنای باند حافظه و عملکرد فرکانس رادیویی را بهینه می‌کند. این روند به ما کمک می‌کند جلوه‌های تازه‌ای از بسته‌بندی پیشرفته‌ی تراشه را مشاهده کنیم که به مشتریان اجازه می‌دهد راهکارهای کامل و متمایز خود را با بازده بیشتری ارائه دهند.

دو شرکت ARM و گلوبال فاندریز فرایند تولید آزمایشی تراشه‌های سه‌بعدی را با استفاده از فرایند اتصال هیبریدی ویفر‌به‌ویفر گلوبال فاندریز اعتباردهی کرده‌اند. به‌گفته‌ی گلوبال فاندریز، فناوری یادشده یک‌میلیون اتصال سه‌بعدی را در هر میلی‌مترمربع امکان‌پذیر می‌کند؛ بنابراین، مقیاس‌پذیری تراشه‌ی سه‌بعدی ۱۲ نانومتری افزایش خواهد یافت و عمر آن طولانی خواهد شد.

ARM یکی از آخرین شرکت‌های تولید پردازنده است که به تراشه‌های سه‌بعدی علاقه نشان می‌دهد. اینتل سال گذشته، تحقیق خود روی فرایند تولید تراشه‌های سه‌بعدی را اعلام کرد. به‌علاوه، ARM پیش‌تر از تولید حافظه‌هایDRAM و SRAM سه‌بعدی صحبت کرده بود. شرکت‌های تولید حافظه‌های فلش NAND نیز چندین سال است که تولید تراشه‌های سه‌بعدی حافظه را آغاز کرده‌اند. به‌نظر می‌رسد صنایع مرتبط به تولید تراشه‌های سه‌بعدی در آینده‌ای نزدیک متعهد هستند.

تمرکز روی تراشه‌های سه‌بعدی به‌دلیل ناتوانی در دستیابی به لیتوگرافی ۷ نانومتری

گلوبال فاندریز اخیرا اعتراف کرده است در تکمیل فرایند تولید تراشه‌‌ی ۷ نانومتری که قولش را به AMD داده بود، ناموفق عمل کرده است. این اتفاق رابطه‌ی ۱۰ ساله‌ی دو شرکت را تا حد زیادی تحت‌تأثیر قرار داد؛ به‌گونه‌ای که میزان خرید AMD از گلوبال فاندریز به‌طرز چشمگیری کاهش یافته است.

گلوبال فاندریز باید در فرایند تولید خود تجدیدنظر کند؛ چراکه از سرعت پیشروی قانون مور کاسته شده و کوچک‌سازی نودهای پردازشی بسیار دشوار و پرهزینه شده است. به‌نظر می‌رسد حرکت به‌سمت تولید تراشه‌های سه‌بعدی به حفظ تعادل گلوبال فاندریز کمک خواهد کرد و این موضوع با توجه به افزایش سالانه‌ی تقاضای مشتریانش برای تولید تراشه‌های پربازده اهمیت بیشتری می‌یابد.

ازآنجاکه لیتوگرافی ۱۲ نانومتری ثبات بیشتری دارد، توسعه‌ی تراشه به‌صورت سه‌بعدی با این لیتوگرافی، بدون نگرانی از مشکلاتی که ممکن است در لیتوگرافی ۷ نانومتری روی دهد، آسان‌تر خواهد بود. به‌هرحال، زمان مشخص خواهد کرد که TSMC و سامسونگ و اینتل می‌توانند تراشه‌های سه‌بعدی با نودهای پردازشی کوچک‌تر تولید کنند یا خیر.