ALL PROGRAMMABLE 3D ICs

　　賽靈思率先在 28 nm 工藝節(jié)點(diǎn)上推出的另一類全新器件就是所謂的“All Programmable 3D IC”。早在 2004 年，賽靈思實(shí)驗(yàn)室就開始探索多芯片在統(tǒng)一 IP 配置中的堆棧，并最終推出了原型設(shè)計(jì)，以突破摩爾定律的限制，開創(chuàng)可編程系統(tǒng)集成的全新高度。賽靈思的科學(xué)家創(chuàng)建了各種 3D IC 架構(gòu)的測(cè)試芯片，探索堆棧芯片的各種方法，并通過(guò) TSV 給芯片供電，支持芯片間通信。通過(guò)廣泛的原型設(shè)計(jì)，并致力于可靠的制造，該公司判定近期商業(yè)上可行的最實(shí)用架構(gòu)就是賽靈思的 SSI 技術(shù)。就此架構(gòu)而言，多芯片在無(wú)源硅中介層頂部并行放置，有助于多芯片之間的互聯(lián)和通訊。芯片通過(guò)編程可支持超過(guò) 10000 個(gè)互聯(lián)，而且每個(gè)芯片和 I/O 都具有可編程性，這樣賽靈思所推出的就不光是首款商業(yè) 3D IC，而是首款 All Programmable 3D IC 了。

　　2012 年初，賽靈思為客戶推出首款 3D IC。Virtex-7 2000T 器件并行協(xié)議棧 4 個(gè) FPGA 邏輯slice。該器件建立了一項(xiàng) 28nm 工藝節(jié)點(diǎn)上 IC 晶體管數(shù)量的新紀(jì)錄（超過(guò) 68 億個(gè)晶體管），也突破了 FPGA 邏輯容量的記錄，可提供 200 萬(wàn)個(gè)邏輯單元（相當(dāng)于 2 千萬(wàn)個(gè) ASIC 門）。該器件的尺寸相當(dāng)于同類競(jìng)爭(zhēng)器件最大型 FPGA 尺寸的兩倍，其邏輯容量比該工藝節(jié)點(diǎn)上通常預(yù)期的水平整整領(lǐng)先了一代。此外，該 SSI 技術(shù)架構(gòu)還幫助賽靈思提供的容量超越了摩爾定律設(shè)想未來(lái)新一代的產(chǎn)品水平。

　　Virtex-7 2000T 器件深受客戶歡迎，并廣泛應(yīng)用在包括 ASIC 原型設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)和高性能計(jì)算系統(tǒng)在內(nèi)的各種設(shè)計(jì)應(yīng)用中。這些應(yīng)用都需要業(yè)界能夠提供的最高容量的可編程邏輯。不過(guò)，賽靈思還進(jìn)一步擴(kuò)展了其 3D IC 技術(shù)，能夠充分滿足通信市場(chǎng)中最高性能的應(yīng)用需求，整整領(lǐng)先同類競(jìng)爭(zhēng)解決方案一代的水平。

　　2012 年夏季，賽靈思推出了面向通信市場(chǎng)的三款異構(gòu) All Programmable 3D IC中的首款產(chǎn)品：Virtex-7 H580T。Virtex-7 2000T 是一款同質(zhì) 3D IC，其所有四個(gè)芯片/slice 都主要由 FPGA 邏輯構(gòu)成，而 Virtex-7 H580T 則是首款異構(gòu) 3D IC。

　　為了推出 Virtex-7 H580T，賽靈思在無(wú)源硅中介層上將專用的 28G 收發(fā)器芯片與兩個(gè) FPGA 芯片并行放置。這樣一來(lái)，賽靈思推出的器件就能提供 8 個(gè) 28-Gbps 收發(fā)器、48 個(gè) 13.1-Gbps收發(fā)器和 580k 邏輯單元。對(duì)于基于 CFP2 光學(xué)模塊的 2x100G 光學(xué)傳輸線路卡等應(yīng)用而言，Virtex-7 H580T 不僅可將材料清單成本銳減五分之一，還能相對(duì)于上一代實(shí)現(xiàn)方案而言顯著減少板級(jí)空間。

　　Virtex-7 H580T 只是賽靈思 28nm 系列中推出的首款異構(gòu) 3D 器件。Virtex-7 H870T 器件在同一芯片上集成了 2 個(gè)八通道收發(fā)器芯片以及 3 個(gè) FPGA 邏輯芯片，從而實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)芯片上總共有 16 個(gè) 28-Gbps 收發(fā)器、72 個(gè) 13.1-Gbps 收發(fā)器和 876，160 個(gè)邏輯單元。Virtex-7 H870T 器件可全面支持新一代有線通信，也就是 400G 市場(chǎng)。此外，賽靈思的 3D IC 技術(shù)將幫助客戶在市場(chǎng)成型之初就能開始 400G 應(yīng)用的開發(fā)工作，并獲得顯著的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，甚至有望比同類競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手整整領(lǐng)先一代技術(shù)。

　　All Programmable 3D IC 是 All Programmable 器件又一個(gè)遙遙領(lǐng)先于同類競(jìng)爭(zhēng)解決方案的系列。雖然近期有一家公司宣布同臺(tái)積電代工廠合作生產(chǎn)了測(cè)試芯片，但該公司還沒有公開宣布面向客戶推出樣片或量產(chǎn)器件。