Lançado chip 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/07/2003

Os testes mostraram a total viabilidade do processo e demonstraram a capacidade de se incorporar virtualmente qualquer número de camadas no processador 3D.
[Imagem: Tezzaron]

Chip 3-D

A indústria de semicondutores alçou mais um degrau no avanço tecnológico, graças a uma inovação apresentada pela Tezzaron Semiconductor Corp. (Estados Unidos). Os engenheiros da empresa conseguiram criar estruturas tridimensionais (3D) de silício com multi-camadas, superpondo pastilhas perfeitamente interconectadas.

A descoberta é um avanço em relação à criação da própria empresa, anunciada em Agosto de 2.002, quando era possível a união de apenas duas pastilhas de silício. Agora, a tecnologia, batizada de FaStack, permite a união de até 32 pastilhas de silício.

A interconexão das pastilhas é perfeita, com precisão de 1/3 de mícron, utilizando conexões de 4 micrômetros cada uma. Construídas previamente em cada pastilha, essas conexões podem atingir uma densidade de até 14.000 por milímetro quadrado.

Processadores tridimensionais

O empilhamento de pastilhas de silício é de grande interesse de toda a indústria de semicondutores, sempre ávida por construir chips menores e mais rápidos. O processo de multi-camadas permite o adensamento dos circuitos, gerando chips mais rápidos e com menor consumo de energia do que os atuais microprocessadores em 2D.

Em um teste conduzido com chips 3D de quatro camadas, a empresa avaliou a integridade das múltiplas camadas coladas entre si, o desempenho da colagem e o processo mecânico de corte responsável pela geração das camadas individuais de silício que serão, a seguir, coladas.

Os testes incluíram a inserção de superfícies com variação no processo de colagem, para investigação da integridade da união entre as pastilhas, assim como a inserção de buracos na estrutura, com o objetivo de testar um método não-destrutivo desenvolvido justamente para a detecção de vazios e falhas no interior dos chips 3D.

Segundo a empresa, os testes mostraram a total viabilidade do processo e demonstraram a capacidade de se incorporar virtualmente qualquer número de camadas.

Difusão termal

O processo utiliza um método chamada de difusão termal, diretamente entre o cobre das conexões, para efetuar a união entre as camadas de silício. A conexão é tão perfeita que dispensa a utilização de adesivos ou materiais dielétricos.

Após a colagem das duas primeiras camadas, a camada superior é afinada para 15 micrômetros; as camadas adicionais são então coladas e também afinadas. Esse processo de afinamento facilita as conexões elétricas através da camada de silício e aumenta a capacidade de dissipação térmica, além de possibilitar o lançamento de chips 3D nos formatos padronizados atualmente pela indústria.

Os chips atuais utilizam pastilhas de silício de cerca de 750 micrômetros, mas a atividade elétrica propriamente dita fica restrita à superfície da pastilhas, ocupando apenas entre 4 e 10 micrômetros. Todo o restante da camada de silício serve apenas como apoio. No novo processo, toda o excesso de silício é retirado, mantendo camadas de apenas 15 micrômetros de espessura.

A Tezzaron é uma empresa dedicada ao desenvolvimento de processos de fabricação de microprocessadores, não possuindo fábricas próprias.

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