三片晶圆堆叠技术研发成功 后摩尔定律再进一步

武汉新芯集成电路制造有限公司，一家领先的半导体研发与制造企业，宣布基于其三维集成技术平台的三片晶圆堆叠技术研发成功。

武汉新芯的晶圆级集成技术可将三片不同功能的晶圆（如逻辑、存储和传感器等）垂直键合，在不同晶圆金属层之间实现电性互连。与传统的2.5D芯片堆叠相比，晶圆级的三维集成技术能同时增加带宽，降低延时，带来更高的性能与更低的功耗。

晶圆级的三维集成技术为后摩尔时代芯片的设计和制造提供了新的解决方案，在对带宽、性能、多功能集成等方面有重要需求的人工智能和物联网领域拥有颇为广泛的应用前景。

向后摩尔定律更近一步

武汉新芯技术副总裁孙鹏表示，三维集成技术是武汉新芯继NOR闪存、MCU之外的第三大技术平台。武汉新芯在三维集成技术方面已积累了6年的大规模量产经验，2013年就成功将其应用于背照式影像传感器，良率高达99%，随后陆续推出硅通孔堆叠技术、混合键合技术和多片晶圆堆叠技术。随着这一技术的突破，武汉新芯三维集成技术可以说居于国际先进、国内领先水平，从而更能全面提供工艺先进、设计灵活的晶圆级集成代工方案。

业界知名专家莫大康也认为，三片堆叠是新的技术，可将存储、逻辑、传感器于一体，能缩小尺寸，提高功能，表明可向后摩尔定律前进一步，这是技术方面的重大进步。

而且，武汉新芯这一技术横跨了3D NAND、BSI、嵌入式存储等多个领域，这对带宽、性能、多功能集成等方面有重要需求的AI和物联网领域拥有颇为广泛的应用前景。武汉新芯作为长江存储全资子公司，也将为长江存储封装技术的发展提供有力保障。

当然，三维芯片堆叠技术仍要在良率提升、功耗降低、芯片的制造和测试成本增加层面都还要着力解决相应的挑战。

应用已在提速

如今，三维芯片堆叠技术在一些设备中已经有统领性的运用，比如Apple?Watch就由最先进的三维堆叠式芯片封装之一驱动，如果没有采用芯片堆叠技术，该手表的设计就无法做得如此紧凑。?

有报道称，英伟达硬件工程高级副总裁布莱恩·凯莱赫曾表示，英伟达针对AI打造的Volta微处理器的运作也运用3D堆叠技术。通过直接在GPU上面堆叠八层的高频宽存储器，这些芯片在处理效率上创造了新的记录。

而芯片堆叠也带来了一些全新的功能。有的手机摄像头将图像传感器直接叠加在图像处理芯片上，额外的速度意味着它们能够对照片进行多次曝光，并将其融合在一起，在昏暗的场景里捕捉到更多的光线。去年三星研发了全新的三层堆栈式传感器，每秒可拍摄多达1000张照片，几乎达到了专业摄影机的水准。在现有大部分CMOS传感器都只有两层的基础上额外加入DRAM，成为实现超高速拍摄的关键。这一技术也将为传感器技术的升级换代带来全新的张力。

由此可见，三维芯片堆叠技术的应用市场空间广阔，这一扩维的思想亦将成一大趋势和必然。