ເນື່ອງຈາກຄວາມລ່າຊ້າຂອງ RC ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງສາຍໄຟເຂົ້າຫາຂອບເຂດຈໍາກັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍຂອງພວກເຂົາ, ການເຊື່ອມຕໍ່ກັນໄດ້ເກີດຂື້ນເປັນຂໍ້ຈໍາກັດດຽວທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນການປະຕິບັດຊິບ.PowerVia ປ່ຽນການຈັດສົ່ງພະລັງງານໄປຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງຕົວຕາຍ, ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດແຍກສັນຍານ ແລະເຄືອຂ່າຍພະລັງງານໄດ້ເຕັມຮູບແບບ.

ການທົບທວນຄືນບົດລາຍງານທີ່ຜ່ານມາກ່ຽວກັບສະຖາປັດຕະຍະກໍາການຈັດສົ່ງພະລັງງານຂອງລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ຫນຶ່ງໃນຂໍ້ສະຫຼຸບແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນ: ພວກເຮົາໄດ້ສຸມໃສ່ການປະດິດສ້າງຂອງ transistor ມາເປັນເວລາດົນນານ, ແຕ່ອຸປະສັກທີ່ແທ້ຈິງຂອງຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງຊິບບໍ່ແມ່ນ transistor ຕົວມັນເອງ.

ສໍາລັບທົດສະວັດ, ການເທື່ອເນື່ອງຈາກ semiconductor ໄດ້ສຸມໃສ່ການຂະຫນາດ: FinFET, GAA, RibbonFET - ແຕ່ລະ breakthrough ໂຄງສ້າງຂະຫຍາຍກົດຫມາຍ Moore.ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການເບິ່ງທີ່ເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບສິ່ງທ້າທາຍຂອງໂຫນດຂັ້ນສູງໄດ້ເປີດເຜີຍຄວາມຈິງທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ: ໃນຂະນະທີ່ transistors ສືບຕໍ່ປັບປຸງ, ການເຊື່ອມຕໍ່ກັນລະຫວ່າງພວກມັນແລະເຄືອຂ່າຍພະລັງງານທີ່ສະຫນັບສະຫນູນພວກມັນໄດ້ກາຍເປັນຄໍຂວດໃຫມ່.

ສິ່ງ​ທີ່​ເຮັດ​ໃຫ້​ວິ​ກິດ​ການ​ນີ້​ຮ້າຍ​ແຮງ​ກວ່າ​ນັ້ນ​ແມ່ນ​ໄດ້​ສ້າງ​ຂຶ້ນ​ມາ​ເປັນ​ເວລາ 25 ປີ​ແລ້ວ.ເຕັກໂນໂລຍີເຊື່ອມຕໍ່ກັນບໍ່ໄດ້ເຫັນການກ້າວກະໂດດຂອງລຸ້ນທີ່ທຽບເທົ່າກັບສະຖາປັດຕະຍະກໍາ transistor.ການເສື່ອມໂຊມຂອງປະສິດທິພາບ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະຊັບພະຍາກອນສາຍໄຟໄດ້ຖືກບີບຕົວເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍການກະຈາຍພະລັງງານ.ໃນສັ້ນ, ຊັບພະຍາກອນທີ່ຫາຍາກທີ່ສຸດໃນຊິບທີ່ທັນສະໄຫມບໍ່ແມ່ນ transistors ອີກຕໍ່ໄປ - ມັນແມ່ນພື້ນທີ່ສາຍໄຟ.

ຕໍ່ກັບສິ່ງຫຍໍ້ທໍ້ນີ້, ບົດລາຍງານໄດ້ສະເໜີການແກ້ໄຂຢ່າງກ້າຫານແຕ່ຢ່າງມີເຫດຜົນ: ຖ້າສາຍໄຟດ້ານໜ້າໝົດ, ຍ້າຍການສົ່ງພະລັງງານໄປດ້ານຫຼັງ.

ນີ້ແມ່ນຫຼາຍກ່ວາການປັບຂະບວນການເລັກນ້ອຍ.ມັນສະແດງເຖິງການປະຕິວັດສະຖາປັດຕະຍະກໍາ - ການອອກແບບທີ່ສົມບູນຂອງຮູບແບບພື້ນຖານຂອງຊິບ, ປ່ຽນຈາກດ້ານຫນ້າໄປສູ່ການສະຫນອງພະລັງງານດ້ານຫລັງ.ນີ້ອາດຈະເປັນຂັ້ນຕອນທີ່ກໍານົດຂອບເຂດຈໍາກັດການປະຕິບັດໃນຍຸກຫລັງ Moore.

ຂໍ້ຄວາມຫຼັກຂອງບົດລາຍງານ

ໃນໂຫນດຂັ້ນສູງ, ຂອບເຂດຈໍາກັດທີ່ແທ້ຈິງຂອງການປະຕິບັດຂອງຊິບແມ່ນບໍ່ມີ transistors ອີກຕໍ່ໄປ, ແຕ່ການເຊື່ອມຕໍ່ກັນແລະເຄືອຂ່າຍການຈັດສົ່ງພະລັງງານ.Backside Power Delivery (BPN) ແມ່ນຈຸດປ່ຽນແປງທາງເທັກໂນໂລຍີທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ໄປ.

Bottleneck Shift: ຈາກ Transistors ກັບ Interconnect & Power

ບົດລາຍງານເປີດໂດຍແນວໂນ້ມອຸດສາຫະກໍາທີ່ຊັດເຈນ:

• ກົດຫມາຍຂອງ Moore ຍັງສືບຕໍ່, ແຕ່ບໍ່ໄດ້ອີງໃສ່ພຽງແຕ່ການປັບຂະຫນາດຂອງ transistor ເທົ່ານັ້ນ
• ເທັກໂນໂລຍີການເຊື່ອມຕໍ່ກັນບໍ່ໄດ້ເຫັນຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ແທ້ຈິງໃນ 25 ປີ
• ສັນຍານເຊື່ອມຕໍ່ກັນຢ່າງໄວວາກາຍເປັນຂໍ້ບົກຜ່ອງຕົ້ນຕໍສໍາລັບການປະຕິບັດແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ

ການເອົາອອກທີ່ສໍາຄັນ: ປັດໃຈຈໍາກັດການປະຕິບັດຂອງຊິບໄດ້ປ່ຽນຈາກອຸປະກອນໄປສູ່ການເຊື່ອມຕໍ່ແລະການຈັດສົ່ງພະລັງງານ.

ຄວາມເປັນຈິງທີ່ບໍ່ສົມດຸນ: ການປະຕິບັດການເຊື່ອມຕໍ່ກັນຫຼຸດລົງ ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ

ເອກະສານຊີ້ໃຫ້ເຫັນຄວາມບໍ່ສົມດຸນທາງໂຄງສ້າງ:

• ຄວາມຕ້ານທານ (R) ເພີ່ມຂຶ້ນ, ນໍາໄປສູ່ການຊັກຊ້າທີ່ສູງຂຶ້ນ
• ຄວາມອາດສາມາດ (C) ກາຍເປັນການຍາກທີ່ຈະເພີ່ມປະສິດທິພາບ
• ຄວາມລ່າຊ້າ RC ຄອບງໍາການປະຕິບັດໂດຍລວມ

ໃນຂະນະດຽວກັນ:

• ຊັ້ນໂລຫະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (ປະມານຫນຶ່ງຊັ້ນໃນທຸກໆສອງປີ)
• ຫຼາຍຮູບແບບເຮັດໃຫ້ຂະບວນການສັບສົນທີ່ສຸດ
• ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດຍັງສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ

ຄວາມຂັດແຍ້ງຫຼັກ: ການເຊື່ອມຕໍ່ກັນແມ່ນຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າແລະລາຄາແພງກວ່າ, ແຕ່ຍັງຄົງເປັນສິ່ງທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້.

ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເຊື່ອງໄວ້: ພາສີພະລັງງານບໍລິໂພກຊັບພະຍາກອນ chip

ບັນຫາທີ່ສໍາຄັນແຕ່ມັກຈະຖືກມອງຂ້າມ:

• 10%–30% ຂອງຊັບພະຍາກອນໂລຫະຖືກຄອບຄອງໂດຍເຄືອຂ່າຍພະລັງງານ
• ຊັ້ນໂລຫະຕ່ໍາ (M0/M1) ໄດ້ຮັບການສູນເສຍທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດ
• ການອອກແບບທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງປະເຊີນກັບຄວາມກົດດັນຂອງພະລັງງານຫຼາຍກວ່າເກົ່າ

ບັນຫາພື້ນຖານ: ການຈັດສົ່ງພະລັງງານແມ່ນແອອັດແລະແຂ່ງຂັນກັບຊັບພະຍາກອນເຊື່ອມຕໍ່ກັນຂອງສັນຍານ.

ຈຸດປ່ຽນທາງສະຖາປັດຕະຍະກຳ: ການຈັດສົ່ງພະລັງງານດ້ານຫຼັງ

ການ​ຍ້າຍ​ເຄືອ​ຂ່າຍ​ໄຟ​ຟ້າ​ຈາກ​ດ້ານ​ຫນ້າ​ໄປ​ດ້ານ​ຫລັງ​ສະ​ຫນອງ​ຜົນ​ປະ​ໂຫຍດ​ການ​ຫັນ​ປ່ຽນ​ສາມ​:

1. Decoupling ເຕັມ
ສັນຍານ ແລະສາຍໄຟຟ້າບໍ່ໄດ້ແຂ່ງຂັນກັນສໍາລັບຊັບພະຍາກອນເສັ້ນທາງ.

2. ຜົນງານການສະແດງລະຄອນ
ການຫຼຸດລົງ IR ປັບປຸງ 5-20 ເທົ່າ
ຄວາມລ່າຊ້າ RC ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ

3. ພື້ນທີ່ & ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ
ປົດປ່ອຍຊັບພະຍາກອນສາຍໄຟ 10–30%.
ພື້ນທີ່ຕາຍຫຼຸດລົງ 8%-19%

ນີ້​ບໍ່​ແມ່ນ​ການ​ປັບ​ປຸງ​ການ​ເຊື່ອມ​ຕໍ່​ກັນ - ມັນ​ເປັນ​ສະ​ຖາ​ປັດ​ຕະ​ຍະ​ກໍາ​ຄືນ​ໃຫມ່​ຂອງ​ການ​ສົ່ງ​ພະ​ລັງ​ງານ​.

PowerVia: ການແກ້ໄຂພະລັງງານ Backside ທີ່ໃຊ້ໄດ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ

ບົດ​ລາຍ​ງານ​ໄດ້​ປຽບ​ທຽບ​ຫຼາຍ​ວິ​ທີ​ການ​:

ວິທີແກ້ໄຂແບບດັ້ງເດີມ
ພະລັງງານ Frontside (FPN)
ລົດໄຟໄຟຟ້າຝັງ (BPR)
ຂໍ້ຈໍາກັດ: ພຽງແຕ່ສະຫນອງການບັນເທົາທຸກຊົ່ວຄາວ, ບໍ່ສາມາດກັບຄືນແນວໂນ້ມໃນໄລຍະຍາວ

ພະລັງງານດ້ານຫຼັງ (BPN)
nTSV
PowerVia (ດີກວ່າສໍາລັບການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍ)
BSCON (ທິດທາງໃນອະນາຄົດ)

ຂໍ້​ດີ PowerVia​:

• ບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການເຊື່ອມໂຍງ BPR
• ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຈັດຕໍາແຫນ່ງຕ່ໍາ
• ຂະ​ບວນ​ການ​ຜະ​ລິດ​ງ່າຍ​ດາຍ​

ສະຫຼຸບ: PowerVia ແມ່ນເສັ້ນທາງວິສະວະກໍາທີ່ເປັນໄປໄດ້ທີ່ສຸດກັບພະລັງງານ backside.

ສິ່ງທ້າທາຍຂອງໂລກທີ່ແທ້ຈິງ: ຄວາມຊັບຊ້ອນຂອງຂະບວນການ & ຜົນຜະລິດ

ບົດ​ລາຍ​ງານ​ຍັງ​ໄດ້​ຮັບ​ຮູ້​ການ​ແລກປ່ຽນ​ທີ່​ສຳຄັນ​ຄື:

• ການຜູກມັດຂອງ wafer ແລະການເຮັດໃຫ້ບາງທີ່ສຸດ (ການເອົາອອກ ~ 775μm ຂອງ substrate)
• ຄວາມຜິດພາດການຈັດຮຽງດ້ານຫຼັງຕ້ອງຖືກຄວບຄຸມຕໍ່າກວ່າ 50nm
• ຄວາມສ່ຽງຕໍ່ຜົນຜະລິດລວມທັງ voids ແລະ layer delamination

ພະລັງງານດ້ານຫຼັງສະແດງເຖິງຄວາມສົມດູນໃຫມ່ລະຫວ່າງຜົນກໍາໄລຂອງການປະຕິບັດແລະຄວາມຊັບຊ້ອນການຜະລິດ.