IBM+3M=3D芯片。這已經(jīng)是一個(gè)瑯瑯上口的公式?！霸谶@項(xiàng)合作計(jì)劃中，3M公司提供了可實(shí)現(xiàn)3D的技術(shù)平臺(tái)，”IBM公司研究副總裁BernardMeyerson說(shuō)。

　　經(jīng)過(guò)多年研究實(shí)現(xiàn)3DIC所需的每項(xiàng)組件技術(shù)后，IBM確定目前缺少一種非常重要的材料，因而決定與3M公司攜手共同創(chuàng)造這種材料。根據(jù)IBM表示，影響3DIC發(fā)展的關(guān)鍵障礙是一種未填充的材料，它可同時(shí)用來(lái)作為電絕緣體和熱導(dǎo)體，并從熱點(diǎn)耗散熱。IBM打算使用這種材料來(lái)接合3D結(jié)構(gòu)上包含冷卻劑的微流體通道。

　　“3M公司的技術(shù)能夠滿足3DIC接合的真正不同需求，”Meyerson說(shuō)?！拔覀兗认胍袩o(wú)限的導(dǎo)熱接合劑，也想要電導(dǎo)率為零?！?/p>

　　根據(jù)Meyerson表示，最不利的限制是接合劑的熱膨脹系數(shù)必須與用于互連的金屬配合;否則，接合劑加熱時(shí)將破壞金屬化特性。

　　“熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱膨脹等都是彼此有關(guān)的，更遑論其易碎性。這就是我們所謂過(guò)度受限的系統(tǒng)?！?/p>

　　3M電子市場(chǎng)材料部技術(shù)總監(jiān)程明說(shuō)，3M“基本上是一家有能力調(diào)合接合劑與聚合物特性的材料公司，甚至能符合相互沖突的規(guī)范需求。我們的接合劑將結(jié)合不同類型的聚合物、低聚物和單體，以及必備的觸角與粘著劑，以滿足IBM的規(guī)格需求?！?/p>

　　根據(jù)3M公司表示，該公司尚未決定這款共同開(kāi)發(fā)的3DIC接合劑是否將會(huì)出售給其它芯片制造商。但根據(jù)IBM過(guò)去的做法，該公司甚至?xí)?duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手授權(quán)其關(guān)鍵專利。

　　3M公司也擁有目前機(jī)架式計(jì)算機(jī)用于冷卻熱點(diǎn)的流體開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)──那些流體可能會(huì)快速地流經(jīng)微流體通道而進(jìn)入3DIC中。Meyerson說(shuō)：“就算你擁有著完美的接合劑，也可能必須排除較高堆棧內(nèi)層的熱量。透過(guò)堆棧的微流體信道水冷散熱器可以從硅磚中間耗散掉大量的熱。”

　　程明表示：“我們現(xiàn)有的Fluorinert電子氟化液針對(duì)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器與硬盤，協(xié)助其冷卻設(shè)備進(jìn)行散熱，但與IBM的合作上，我們還將探索用于協(xié)助冷卻3DIC的液體?！?/p>

　　除了使制程技術(shù)更加精煉，以實(shí)現(xiàn)堆棧芯片的互連與維持冷卻狀態(tài)外，設(shè)計(jì)人員們還必須思考可能從3DIC串流而出的數(shù)據(jù)量。在這方面，光子將成為3DIC處理大量I/O時(shí)不可分割的一部份。

　　“目前的電子數(shù)據(jù)傳輸可能消耗高達(dá)50%的芯片功率。而光子在每位瓦數(shù)方面具備更高能效，將成為3DIC的基本要素。”Meyerson指出，“在堆棧3DIC時(shí)，我們將會(huì)需要用到激光器、諧調(diào)器和偵測(cè)器?！?/p>

　　雖然3M與IBM合作的消息不久前才對(duì)外發(fā)布，但3M公司開(kāi)發(fā)3D解決方案其實(shí)已經(jīng)有一段時(shí)間了。事實(shí)上，今年稍早，3M公司就曾經(jīng)發(fā)布一款用于處理3D堆棧晶圓的技術(shù)。該公司這款芯片承載系統(tǒng)(WaferSupportSystem;WSS)簡(jiǎn)化專為堆棧而磨薄晶圓的處理過(guò)程。

　　WSS系統(tǒng)“首先以臨時(shí)黏著劑將磨薄的晶圓黏在玻璃上，使玻璃在接合過(guò)程中可支撐晶圓，”程明解釋，“接著，在兩塊晶圓堆棧后，再透過(guò)雷射剝離過(guò)程移除用于承載的玻璃?！?/p>

　　預(yù)計(jì)在2013年以前，3M公司和IBM公司可望準(zhǔn)備好這款端對(duì)端制程方案，為有如硅晶摩天大樓般堆棧高達(dá)100層芯片的處理器、內(nèi)存、混合訊號(hào)、連網(wǎng)與I/O等異質(zhì)性芯片堆棧實(shí)現(xiàn)廣泛的商用化量產(chǎn)。