::: reklama@pbprog.kz
::: editor@pbprog.kz
::: webmaster@pbprog.kz
BBCube: новая технология «чип на пластине» для интеграции чипов искусственного интеллекта следующего поколения
Новая платформа для интеграции полупроводников, разработанная в Токийском научном институте, сочетает в себе усовершенствованную компоновку чипов с межсоединениями высокой плотности и улучшенную систему терморегулирования. Такое сочетание трех взаимодополняющих технологий помогает решить ключевые проблемы, связанные с созданием высокопроизводительного оборудования для искусственного интеллекта. Благодаря более точному расположению чипов, более быстрой передаче данных и эффективному охлаждению эта технология открывает путь к созданию более мощных и энергоэффективных ускорителей ИИ и высокопроизводительных вычислительных систем.
Искусственный интеллект (ИИ) стремительно меняет технологии, создавая растущий спрос на более быстрые и мощные вычислительные системы. Для удовлетворения этих потребностей требуются полупроводниковые чипы, способные обрабатывать огромные массивы данных на высокой скорости. Теперь вместо того, чтобы полагаться на отдельные чипы, производители делают упор на усовершенствованные полупроводниковые корпуса, которые объединяют несколько чипов в одном корпусе для повышения вычислительной производительности. Однако разместить эти чипы ближе друг к другу, обеспечив при этом эффективную связь и охлаждение, по-прежнему непросто.
Исследовательская группа из отдела исследований гетерогенной и функциональной интеграции WOW Alliance, Института комплексных исследований и Токийского научного института разработали три основные технологии для создания BBCube™ — полупроводниковой интеграционной платформы нового поколения для систем искусственного интеллекта. Их инновация была представлена на 76-й конференции IEEE по электронным компонентам и технологиям (ECTC) 2026 года, которая проходила во Флориде, США, с 26 по 29 мая 2026 года, и на Симпозиуме IEEE/JSAP по технологии и схемам СБИС 2026 года, который проходил на Гавайях, США, с 14 по 18 июня 2026 года.
«Мы разработали три ключевые технологии, необходимые для продвинутой 2,5D- и 3D-интеграции: нашу запатентованную технологию чипов высокой плотности на подложке, технологию межсоединения чипов без перемычек и технологию многомасштабного термического анализа», — объясняют исследователи.
Кроме того, исследователи разработали архитектуру межсоединений с высокой плотностью на основе технологии BBCubeTM. В рамках этой технологии сквозные кремниевые переходные отверстия (TSV) — крошечные вертикальные электрические каналы, формируемые после установки чипов, — соединяют чипы без использования металлических контактных площадок, которые требуются при традиционном корпусировании. Такая структура без контактных площадок позволяет разместить гораздо больше электрических соединений на ограниченной площади.
Анализ показывает, что сочетание этих межсоединений с малым шагом и высокоточного размещения микросхем, описанного выше, при котором расстояние между микросхемами сокращается до 10 мкм, потенциально позволяет увеличить совокупную пропускную способность сигнала в 16 раз на той же площади межсоединений, сохраняя при этом качество сигнала, сравнимое с качеством сигнала в традиционных конструкциях с микровыступами.
Еще одним серьезным препятствием было накопление тепла в плотно упакованной электронике. Чтобы решить эту проблему, исследователи с помощью моделирования продемонстрировали, как структура их полупроводниковой пластины снижает тепловое сопротивление примерно на 52%. Кроме того, они разработали метод многомасштабного теплового анализа, позволяющий оценить распределение тепла по всему чипу с разрешением 1 мкм, используя 100 миллионов точек анализа, что дает возможность точно оценить перспективные полупроводниковые технологии.