(IBM) تقود عملية تحسين قوة المعالجات وتحاول إنعاش قانون مور
تهدف شركة (IBM) حالياً، إلى التخفيف من النقص العالمي في الشرائح الإلكترونية ثلاثية الأبعاد (3D Chips)، أو الدوائر الإلكترونية المتكاملة (Integrated Circuits)، وهي دارات إلكترونية تقوم على مبدأ تكديس رقاقات السيليكون فوق بعضها وتوصيلها معاً.
تعاون بين شركة (IBM) وشركة (TE)
في محاولة منها لتحقيق هذا الهدف، تعاونت شركة (IBM) وشركة (Tokyo Electrons) في ابتكار طريقة جديدة تُبّسط عملية تكديس الرقائق ثلاثية الأبعاد (3D Chips).
وتقوم الفكرة المُبتكرة على الاستغناء عن مواد معينة أثناء التصنيع مما يقلّل الحاجة لها في سلسلة التوريد، وبالتالي تقل التكاليف، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الشرائح الإلكترونية ثلاثية الأبعاد.
هذا ما يمكنه إنقاذ نظرية مور بعد أن تعطل سيرها كالمتوقع، بسبب نقص إنتاج الشرائح الإلكترونية ثلاثية الأبعاد.
لاحظ مور أنّ عدد الترانزستورات في شريحة المعالج الدقيق يتضاعف كل عامين تقريباً، وتنبأ الباحثون أن هذه النظرية ستسمر لعقود من الزمن. ولكنّ هذا التضاعف تباطأ مؤخراً، ممّا عرض النظرية لاحتمالية الاندثار.
يعود النقص العالميّ في الشرائح ثلاثية الأبعاد، إلى ارتفاع الطلب وتعطل المصانع بسبب فيروس (Covid). ولكنّه ليس السبب الوحيد، حيث كانت صناعة شرائح الحاسوب تمرّ بفترة حرجة بسبب القيود الفيزيائية للسيليكون.
تفاصيل الابتكار الجديد لشركة (IBM) في تكديس الشرائح ثلاثية الأبعاد
أعلنت الشركتان المتعاونتان أنهما نفذتا بنجاح عملية إنتاج الشرائح بتكديس رقاقات السيليكون (300 ملم)، وهو أول نموذج من الشرائح في العالم بمستوى 300 ملم.
عادةً؛ يتطلب تكديس الشرائح إنشاء اتصالات عمودية بين طبقات من رقائق السيليكون – عبر السيليكون (TSVs) – تكون رقيقة جدّاً، حيث لا يتجاوز سمكها 100 ميكرون.
أثناء عملية الإنتاج، توصَل هذه الرقائق المتصلة برقاقة حاملة، مصنوعة من الزجاج. يتمّ ربطها مؤقتاً بالسيليكون إلى حين معالجة الشريحة ثلاثية الأبعاد. وبعد انتهاء المعالجة، يتمّ إزالة رقاقة الحامل الزجاجي من السيليكون باستخدام الليزر فوق البنفسجيّ.
يكمن الابتكار الجديد في عملية التكديس في استخدام وحدة 300 ملم مع ليزر الأشعة تحت الحمراء. وتتميز الأشعة تحت الحمراء بأنها شفافة للسيليكون. بالتالي؛ تسمح هذه العملية باستخدام رقائق السيليكون للحامل بدلاً من الزجاج.
عندها، سيتمّ الاستغناء عن مادة الزجاج أثناء التصنيع، هذا سيقلّل أولاً مشاكل سلسلة التوريد، سواء بتوفر المواد، أو تقليل التكلفة. بالتالي، سيزيد هذا من القدرة على إنتاج كميات أكبر من الترانزستور على المعالجات الدقيقة.
وكلما زاد عدد الترانزستورات على المعالج الدقيق، تحسنت قوة المعالج بشكل أفضل، وهو ما تطمح إليه هذه الشراكة.
وقد جاء في بيان شركة (IBM): “مع استمرار النقص العالمي في الرقائق، سنحتاج على الأرجح إلى طرق جديدة، لزيادة الطاقة الإنتاجية للرقائق خلال السنوات القادمة. ونأمل أن نساعد في تقليل عدد المنتجات المطلوبة في سلسلة توريد أشباه الموصلات، بينما يساعد أيضًا في دفع تحسينات طاقة المعالجة لسنوات قادمة.”
