轉自：eettaiwan

　　法國原子能署電子暨資訊技術實驗室(CEA-Leti)宣布開發(fā)出單晶片(Monolithic) CoolCube 3D 設計途徑，其目標在于成為第一個授權單晶片 3D 技術的單位之一。這項 CoolCube 3D 晶片技術計劃由法國政府、IBM與高通(Qualcomm)等公司共同贊助合作。

　　根據法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學(University of Grenoble Alpes)教授Olivier Billoint表示，單晶片 CoolCub 技術結合了傳統的互補金屬氧化物半導體(CMOS)處理技術、在中間層利用冷卻 CMOS 制程步驟以及鎢互連與穿孔的單層堆疊，以及頂層的銅金屬。

　　“CoolCube 是單片3D晶片制造技術，底層采用傳統的 CMOS 熱制程，而內層則利用　　 Billoint及其研究小組們認為，他們開發(fā)的 CoolCube 3D 晶片設計途徑適用于傳統的 CMOS 制程，但所具有的優(yōu)點就像以 2D 平面晶片進展到下一個制程節(jié)點一樣，從而延長了摩爾定律，只不過是以垂直的方向進展。

　　“我們利用傳統的 2D CMOS 制程，在分層之間制造 3D 穿孔，所取得的優(yōu)點就像以 2D 進展到更先進的制程節(jié)點一樣，”Billoint表示，“我們預計這種途徑可使功耗降低30%，性能提高40%，晶片面積更大幅縮減52%。”

　　 CEA-Leti的CoolCube 3D途徑是在底層采用傳統的“熱”CMOS制程，并以鎢代替銅，然后在中間層采用冷卻的CMOS制程，最后在頂層則以銅金屬互連完成設計。 （來源：CEA-Leti）

　　CEA-Leti進行這項計劃的時間已經長達八年，預計將在未來三年內完成設計原型。該研究機構期望能在2018年以前完成10nm制程的可用晶片。

　　然而，根據Billoint指出，在 3D 單晶片設計要能成為主流以前，還存在幾個必須解決的問題。首先是如何決定哪一層必須在哪一層之上以及添加哪些功能，特別是發(fā)熱的模組，如 CPU ——必須把這些特定模組放在單層或分成數層以便分別散熱？

　　3D 單片技術的另一個重要問題是在許多節(jié)點存在立方體內部而無法以探針測試時如何實現設計？如何處理制程變異極端、特性化疊層熱行為以及尋找解決方法等。

　　最后，CEA-Leti認為50/50的分層尺寸分布，并不一定都是最佳化的情況，因此目前正致力于打造一個可為每一分層實現最佳化的規(guī)則組合。

　　“為什么所有分層的尺寸應該相同？有些人會用不同的制程技術，有些會執(zhí)行彼此不同的功能，而我們希望找到一種為每一分層尺寸實現最佳化的方法，”Billoint說。