瞄准设计互连瓶颈突破,IITC热点技术扫描

在IEEE国际互连技术大会(IITC)上,研究人员展示了几种解决芯片设计互连瓶颈的未来技术,如活化焊接(Activated bonding)、空气缝隙隔离(air gap)、碳纳米管、分子引线(molecular wires)、光互连及旋波总线(spin-wave bus)等。

在此次会议的主题演讲中,法国CAE-Leti公司副总监Michel Brillouet还提出了基于生物特性和通信的芯片设计互连方案。

其中一种概念性的互连方法论,就是所谓的“由底至上(bottom-up)”或生物特性方法。Brillouet在IITC发表的论文中说:“这种方法把高度连接的中央神经系统加以编译(translate),提供3维功能性组装(unctionally-assembled)网络。”

另外一种未来互连的可能,是从当前的以引线为基础的技术转移到在芯片内模拟电信网络,或者基于自适应协议的通信网络。CAE-Leti技术专家为此提出了所谓的片上网络(network-on-chip)结构,支持在器件内部进行路由和交换。

此会,这次会议上也提出了其它一些互连技术。日本富士通公司展示了在碳纳米管领域取得的新突破。该公司在论文中声称,多墙式(multi-walled)碳纳米管可能在下一代芯片设计的互连通孔内提供低阻抗。

而美国乔治亚技术学院(Georgia Institue of Technology)的研究人员了研制出兼容CMOS的片上微流体冷却管道的加工方法,采用晶圆级旋涂牺牲层聚合物材料。此外,全硅片上光互连也成为克服电气互连瓶颈的候选技术。

此外,洛杉矶加州大学(UCLA)也提出纳米技术领域的三项技术,分别是分子引线、共鸣隧道二极管(resonant tunneling diode)和旋波总线。UCLA表示,分子引线可以自装配到底层结构,并且“有潜力工作在单分子层级”。而使用隧道结构,展示了解决互连问题的另一种可能性,即同质细胞自动控制结构(homogenous cellular automata like structures),在这种结构中,所有本地互连均通过相邻最近的纳米器件间的隧道实现。