Gần đây nhất, hai ngày trước, tại hội thảo VLSI Symposium, Samsung đã có những công bố về thành tựu mới trong kỹ nghệ gia công bán dẫn của họ. Công nghệ được Samsung gọi là BS-PDN, viết tắt của Backside Power Delivery Network này trong tương lai sẽ được ứng dụng để giảm kích thước lớp cấp nguồn của die chip bán dẫn xuống 14.8%.
Theo Samsung, họ đã thử nghiệm ứng dụng BS-PDN cho hai thiết kế chip ARM cho phép kích thước die chip giảm lần lượt 10.6 và 19%, chiều dài hệ thống dây kết nối với die bán dẫn giảm 9.2%.
Không chỉ riêng Samsung, Backside Power Delivery là công nghệ mà các nhà sản xuất bán dẫn khác trên thế giới, như Intel và TSMC, đang tìm cách nghiên cứu và ứng dụng trong những tiến trình gia công trong tương lai. Samsung gọi công nghệ này là BS-PDN, Intel thì gọi bằng cái tên thương mại hơn, PowerVia. Mục tiêu của chúng là giống nhau, dù cách ứng dụng và nghiên cứu khác nhau.
Đối với công nghệ gia công bán dẫn hiện giờ, Frontside PDN, những linh kiện bán dẫn trên một die silicon phải được dàn ra mặt trước tấm wafer, để tạo ra đường truyền dẫn từ đường cấp nguồn, xuống đường truyền dẫn tín hiệu dữ liệu để đến transistor. Thiết kế quen thuộc trong rất nhiều năm qua này yêu cầu không gian chung cho cả hệ thống cấp nguồn và truyền dẫn tín hiệu, hệ quả là tăng điện trở đến dàn transistor phục vụ tính toán, gây hao phí năng lượng.
Theo Samsung, họ đã thử nghiệm ứng dụng BS-PDN cho hai thiết kế chip ARM cho phép kích thước die chip giảm lần lượt 10.6 và 19%, chiều dài hệ thống dây kết nối với die bán dẫn giảm 9.2%.
Không chỉ riêng Samsung, Backside Power Delivery là công nghệ mà các nhà sản xuất bán dẫn khác trên thế giới, như Intel và TSMC, đang tìm cách nghiên cứu và ứng dụng trong những tiến trình gia công trong tương lai. Samsung gọi công nghệ này là BS-PDN, Intel thì gọi bằng cái tên thương mại hơn, PowerVia. Mục tiêu của chúng là giống nhau, dù cách ứng dụng và nghiên cứu khác nhau.
Đối với công nghệ gia công bán dẫn hiện giờ, Frontside PDN, những linh kiện bán dẫn trên một die silicon phải được dàn ra mặt trước tấm wafer, để tạo ra đường truyền dẫn từ đường cấp nguồn, xuống đường truyền dẫn tín hiệu dữ liệu để đến transistor. Thiết kế quen thuộc trong rất nhiều năm qua này yêu cầu không gian chung cho cả hệ thống cấp nguồn và truyền dẫn tín hiệu, hệ quả là tăng điện trở đến dàn transistor phục vụ tính toán, gây hao phí năng lượng.
Vậy là trong vài năm qua các hãng đã bắt đầu tìm cách nghiên cứu công nghệ Backside PDN để giải quyết những giới hạn về kiến trúc cũng như cấp điện cho die chip xử lý. Nhờ Backside PDN, lớp cấp nguồn và lớp truyền dẫn tín hiệu dữ liệu có thể tách rời, và quang khắc chúng ở mặt sau tấm wafer. Cũng nhờ kỹ thuật này, trở kháng của con chip sẽ giảm rõ rệt, cho phép cấp nguồn điện hiệu quả hơn.
Chuyển giao từ Frontside sang Backside Power Delivery là công nghệ cực kỳ hứa hẹn, nhưng đến giờ vẫn chưa được thương mại hóa vì vài nguyên nhân. Một trong số những nguyên nhân lớn nhất là nguy cơ die chip bán dẫn giảm độ bền kéo giãn, khiến lớp TSV (through-silicon via electrode) có thể bị tách ra khỏi lớp nền kim loại của chip. Để giải quyết vấn đề này, Samsung đặt ra ý tưởng giảm độ dày hoặc tăng diện tích lớp TSV. Cùng với đó, những nghiên cứu mới về khả năng kết nối giữa lớp cấp điện và lớp truyền dẫn dữ liệu cũng sẽ là cần thiết trước khi có thể ứng dụng thành công Backside Power Delivery.
Còn trong khi đó, hồi tháng 6, Intel cũng đã có những công bố mới về việc kết hợp giữa PowerVia, phiên bản Backside Power Delivery của họ nghiên cứu và phát triển, kết hợp với thiết kế transistor RibbonFET, kết hợp lại với nhau để Intel có thể giành lại lợi thế gia công bán dẫn mà họ đã để mất vào tay TSMC trong vòng gần 10 năm qua.
![[IMG]](https://photo2.tinhte.vn/data/attachment-files/2023/08/7227874_Tinhte-Chip1.jpg)
Một lợi thế của Backside Power Delivery mà Intel đưa ra, trong khi Samsung không đề cập chính là chi phí gia công có thể giảm đi. Mật độ lớp kim loại M0 không còn phải quá mỏng như trước đây nữa. Đối với tiến trình Intel 4, thay vì độ dày lớp kim loại 30nm, họ có thể ứng dụng độ dày 36nm. Nhờ đó, một trong những bước phức tạp và đắt đỏ nhất trong quá trình gia công một con chip sẽ có chi phí tương đương giữa Intel 4 và Intel 7.
Lợi thế tiếp theo, cả Samsung lẫn Intel đã chỉ ra, là cải thiện hiệu năng của chip bán dẫn. Giảm khoảng cách của hệ thống cấp điện tới transistor sẽ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của hiệu ứng IR Droop, khi điện trở giảm, hiệu điện thế dòng điện cấp cho transistor không bị giảm, và chip vận hành hiệu quả hơn. Cùng với đó, việc bỏ hết những dây cấp điện khỏi lớp truyền dẫn dữ liệu cũng giúp giảm thiểu tình trạng nhiễu tín hiệu điện và tín hiệu dữ liệu, giúp các nhà phát triển tối ưu con chip tốt hơn.
Quảng cáo
Đổi lại, ứng dụng Backside Power Delivery, lớp transistor tính toán sẽ nằm đâu đó giữa die chip xử lý, thay vì ở dưới đáy như thiết kế truyền thống bây giờ. Đặt lớp transistor ở giữa thì những công cụ debug phổ biến hiện giờ sẽ không thể chọc trực tiếp vào transistor để xác định lỗi hoặc xác định die chip đạt chuẩn. Một giới hạn khác, vì lớp transistor giờ nằm giữa die chip, tản nhiệt cũng sẽ là một vấn đề cần được quan tâm, vì giữa lớp transistor và tản nhiệt là vài lớp vật liệu nữa.
Gia công những con chip ứng dụng Backside Power Delivery cũng sẽ là một thử thách khác. Vì chưa từng có ai quang khắc lớp cấp nguồn ở mặt sau tấm wafer, nên rủi ro trong quá trình gia công là tương đối cao. Những con chip như thế này không chỉ cần phải vận hành hoàn hảo, mà tỷ lệ chip đạt chuẩn (yield rate) cũng không được phép bị ảnh hưởng.
Giới hạn mà Samsung đề cập, độ bền của lớp silicon, cũng là giới hạn mà Intel từng nêu ra trong quá khứ. Gia công chip bán dẫn trên cả hai mặt của tấm wafer bào silicon trên cả hai mặt, die chip thành phẩm có kết cấu không bền một chút nào. Vì lý do đó, cần thêm một lớp "carrier wafer", là một phần kết cấu die chip trong suốt thời gian nó vận hành.
Có lẽ sẽ là hợp lý khi Intel tuyên bố họ đi trước đối thủ 2 năm nếu xét về công nghệ Backside Power Delivery, vì Intel đang có kế hoạch ra mắt sản phẩm thương mại ngay trong năm 2024 tới.
Quảng cáo
Hồi tháng 6, Intel đã giới thiệu con chip thử nghiệm mang tên Blue Sky Creek, hai die, mỗi die 4 nhân E core dựa trên kiến trúc Crestmont. Nhờ PowerVia và thiết kế được tạo ra để ứng dụng trên tiến trình Intel 4, die chip 4 nhân E core chỉ có kích thước 33.2 mm2, vận hành ở xung nhịp 3 GHz ở mức điện năng 1.1V. So với Frontside Power Delivery, Intel nhận thấy tác động của hiệu ứng IR Droop giảm 30%, xung nhịp tăng 6%, và nhiệt độ lẫn quá trình tản nhiệt không khác biệt quá nhiều so với những chip xử lý ứng dụng Frontside Power Delivery.
Tổng hơp
CHUYÊN MỤC NGHỆ THUẬT LÀM GIÀU BỀN VỮNG
Khóa học Machine Learning cơ bản- Khoa học dữ liệu - AI 
==***==
Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp
==***==
Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
---
Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!
Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!
Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng
KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP 
Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán 
Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay. 
Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp 
Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu 
Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ 
Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi 
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel 
Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao 
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!
Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio 
Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP 
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍 
GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng 
Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ
Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình TUYỆT VỜI
Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử 
Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 
Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công 
==***== Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột 
Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng
KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP
Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp
Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu
Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ
Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel
Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao
Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!
kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio
Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA
Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍
GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng
Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ
Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình TUYỆT VỜI
Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử
Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học
Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công
==***==
Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com
Nguồn: Tinh Tế
Topics: Công nghệ mới
