駘限cに3次元化などで突破するパッケージング\術
ムーアの法Г箸蓮◆巒x販のシリコンICチップ屬暴言僂靴討い襯肇薀鵐献好燭僚言囘戮亘蓊Q2倍で\えていく」、という経済法Г世辰。いつの間にか、トランジスタの集積度を屬欧訃}段のkつであった微細化\術の進t=ムーアの法Г箸い錣譴襪茲Δ砲覆辰。最Z、ムーアの法Г、IBMワトソン研|所にいたRobert Dennardが微細化の指針であるスケーリング(比例縮小)Г鯆鶲討靴燭海箸ら、デナードГ扉}ばれる法Г閥菠未垢襪茲Δ砲覆辰拭
しかし、kつのシリコンチップに10億個以屬離肇薀鵐献好燭鮟言僂垢襪燭瓩糧細化∨,郎Zは5nmまで縮まり、もはや原子のサイズにZづくようになってきた。このため、MOSトランジスタとしての動作を確保することがMしくなってきた。それでも、さらに微細化を進めてGate All Around(GAA)のようにゲート┣祝貭床爾龍層をて包み込んでゲートリーク電流を「完封」してしまう構]や、トンネル電流で動作させるT(トンネリング)FETのようにサブスレッショルド電流のきをシャープにする新しいトランジスタ構]が提案されている。霾的に化合馮焼を導入して性Δ屬欧訃}もある。
とはいえ、どの新}を使っても原子の駘的サイズの限cにはかなわない。また、量子学的な不確定性原理によって位と運動量のらぎの積は、してゼロにはならず、h/2(hはPlanck定数)よりj(lu┛)きいという駘限cもある。すなわち電子がソースからドレインに走行してもその位と運動量のらつきを確にU(ku┛)御できなくなるのである。
つまり、駘限cにZづいているため、シリコンチップ表C屬縫肇薀鵐献好真瑤鮖\やすことはもはや限cにZい。本来、ムーアの法Г老从儻桐であって、駘法Г任呂覆。経済的に]できる2次元ICは限cにZづいているのである。よく(m┬ng)られているようにEUV(Extreme Ultra Violet:軟X線S長の光)の価格は150億と極めて高く、微細プロセスを使ったICはもはやW価に]しにくくなっている。かといって、EUVほど高価ではないがArFレーザリソグラフィは1vのパターニング工で3vも4vもずらしながら露光・現気魴り返すとなると時間がかかりすぎ、スループットがj(lu┛)きく落ちてしまい、T局高価なものについてしまう。
k(sh┫)で、デジタルシステムの高集積化の(sh┫)向は変わらない。エレクトロニクスはc攀×_(d│)や工業機_(d│)から社会課の解に使われるようになってきた。高集積にすればするほど、機Δ篝Δ屬り、システムの消J電は下がる。AIのニューラルネットワークに要なニューロン数はまだ極めて少ない。もっと集積度を屬欧AIの判確率を屬欧茲Α△箸いlだ。このために量子学的な駘限cにZづかずに集積度を屬欧(sh┫)法を考えよう。
だったら3次元的にシリコンチップを_ねればよい。このような考えはOに出てくる。MOSトランジスタはすでにFinFETと}ばれる3次元構]になり、CMOSセンサと画欺萢プロセッサはTSV(Through Silicon Via)で接された3次元ICになっている。DRAMメモリでも入出のバンド幅を広げるためHBM(High Bandwidth Memory)と}ばれるDRAMチップを_ねる(sh┫)式が使われるようになってきた。
ロジックでは、2.5次元と称して、シリコンチップを密にZづけてモジュールの密度を屬欧觴(sh┫)法が出ている。ソフトウエアでプログラムするCPUと、積和演Qを行うGPU、さらにOy(t┓ng)に専v路をプログラムできるFPGAのつがあれば、かなりOy(t┓ng)なシステムを設できる仕様が絶えず変わる場合にはソフトウエアで処理し、仕様がwまればハードウエアv路で処理する。2次元でモノリシックなシリコンチップでは平CにサイズのU(ku┛)限があるが、2.5次元モジュールではそれがなくOy(t┓ng)度が高まる。
これまで1のシリコンチップにH数のv路を書き込んできたが、無理に微細化してH数のトランジスタを詰め込むのではなく、合理的な価格で可Δ僻細化\術(28nm、40nmあるいは65nm)でチップを作ったり、そのk陲IPv路をチップ化したりするチップレットという考え(sh┫)が出てきた。チップレットを実△垢訃豺腓發任るだけ低コストで作する(sh┫)法や、性ΔHBM2とFPGAで高めるなどの考え(sh┫)も出てきた。
また、次の半導の応として5G通信ではミリS\術が登場する。ミリSとは、30GHz以屬亮S数の電磁Sのことで、S長が10mm以下に](m└i)縮する。となると、S長に比例するアンテナの長さは、ぐんと](m└i)くなり、30GHzでも1/4S長でわずか2.5mmになる。こうなると半導パッケージにアンテナを設けることができるようになる。RFv路とアンテナv路がkつのパッケージに収まる。
こういったことから、半導パッケージ\術がICの価値を高める(sh┫)向へと向かい始めている。そこで、セミコンポータルでは、最新の半導パッケージ\術について紹介するセミナーSPIフォーラム「AI、5Gの新時代に官する新半導パッケージ\術」を11月27日13:30から開(h┐o)する。ここでは、最新の半導パッケージ\術について実関係vあるいはパッケージ\術関係vの(sh┫)々からおBを聞くことができる。セミコンポータル会^も会^ではない人も聞くことができるオープンな場となる。疑応答が楽しみである。