Intel PowerVia arka yüz güç dağıtımında neyi değiştirir
Intel PowerVia arka yüz güç dağıtımı, güç yönlendirme ağının büyük bölümünü silikonun arkasına taşırken sinyal bağlantılarını çoğunlukla ön yüzde bırakır. Arka kontaklar, özel dikey bağlantılar üzerinden transistor güç raylarını besleyerek sinyal ile besleme yönlendirmesi arasındaki rekabeti azaltır. Amaç daha düşük yol direnci ve gerilim çökmesi, sinyaller için daha yoğun yönlendirme ve daha iyi hücre kullanımıdır; ancak wafer inceltme, birleştirme, ısıl yönetim, inceleme, verim ve hata ayıklama zorlaşır.
- Katmanları ayırın: arka yüz beslemesi yalnızca paket bilyelerini veya PCB güç düzlemini değil, yonga içi bağlantıyı değiştirir.
- Tüm güç ağını değerlendirin: regülatörleri, paketi, arka metalleri, kontakları, yerel rayları, geçici akımı ve dekuplajı ekleyin.
- Dinamik davranışı ölçün: en kötü gerilim çökmesini, zamanlama payını, akım yoğunluğunu ve yüke bağlı anahtarlamayı karşılaştırın.
- Fiziksel erişimi yeniden kurun: ısı yollarını, arka sondalamayı, arıza konumlandırmayı, metrolojiyi ve görüntülemeyi yeni yapıya göre planlayın.
- Her uygulamayı niteleyin: test yongası kazançlarını kanıt olarak kullanın; ürüne özgü frekans, alan, güvenilirlik ve verimi doğrulayın.
Kısa bir süre önce Intel, yeni nesil bilgi işlem teknolojisinin performans gereksinimlerini karşılamak üzere, "Blue Sky Creek" kod adlı bir ürün düzeyinde test yongasında arka yüz güç dağıtım teknolojisini hayata geçirdi. Intel, bu yılın 11-16 Haziran tarihleri arasında Japonya'nın Kyoto kentinde düzenlenen VLSI Sempozyumu'nda sunduğu iki bildiri aracılığıyla bu araştırmanın sonuçlarını paylaştı. Daha Fazla Bilgi
İşlem düğümleri gelişmeye devam ettikçe, geleneksel ön yüz güç dağıtım teknolojisi sayısız zorlukla karşı karşıya kalmaktadır. Sinyal ve güç hatlarının yonga plakasının ön yüzünde yer alması nedeniyle, her bir metal katmanda kaynakları paylaşmak, hatta bu kaynaklar için rekabet etmek zorunda kalmaktadırlar. Bu durum, metal katman pimleri arasındaki mesafeyi artırmaya yönelik çabaları gerektirmekte ve dolayısıyla maliyetlerin artmasına ve karmaşıklığın artmasına yol açmaktadır. Buna yanıt olarak sektör, güç dağıtımını arka yüze kaydırma olasılığını araştırmaya başlamıştır. Arka yüz güç dağıtım teknolojisi, sinyal ve güç hatlarını birbirinden ayırarak güç hatlarını yonganın arka yüzüne taşır ve böylece her birinin ayrı ayrı optimize edilmesini sağlar. Bu, daha yüksek performans ve daha düşük maliyetler sağlar, ancak verim, güvenilirlik, ısı dağılımı ve hata giderme açısından da zorluklar ortaya çıkarır.
Bildirildiğine göre, hem Intel 20A hem de Intel 18A üretim süreçleri, RibbonFET çok yönlü geçit teknolojisiyle birlikte PowerVia arka yüz güç dağıtım teknolojisini benimseyecek. Bu zorlukların üstesinden gelmek ve geliştirme sürecini hızlandırmak amacıyla Intel, PowerVia ve RibbonFET teknolojilerini ayrı ayrı geliştirmeyi tercih etti; bu süreçte PowerVia öncü rol üstlendi. Testler sonucunda, PowerVia teknolojisi çip verimliliğini önemli ölçüde artırırken, çoğu standart hücre alanında kullanım oranları %90’ı aştı. Transistör boyutları önemli ölçüde küçültülürken, birim yoğunluğu büyük ölçüde artırılıyor ve PowerVia, testler sırasında yüksek verim ve güvenilirlik göstergelerine ulaşarak bu teknolojinin beklenen değerini kanıtlıyor. Testler ayrıca, PowerVia'nın platform voltajını %30 azalttığını ve %6 frekans artışı sağladığını ortaya koyuyor.
Buna ek olarak Intel, aşırı ısınma sorunlarını önlemek için bir ısı dağılım teknolojisi geliştirmiştir. Hata ayıklama ekibi de bu yeni transistör tasarım yapısının hata ayıklama sürecinde ortaya çıkan çeşitli sorunları çözmek için yeni teknikler geliştirmiştir. PowerVia test yongaları, mantıksal minyatürleştirme yoluyla daha yüksek güç yoğunluğu elde etme beklentilerine uygun olarak, olumlu ısı dağılım özellikleri sergilemektedir.
Intel Teknoloji Geliştirme Başkan Yardımcısı Ben Sell, "Intel, 'Dört Yıl, Beş İşlem Düğümü' planını aktif olarak sürdürüyor ve 2030 yılına kadar tek bir pakete bir trilyon transistör entegre etmeyi hedefliyor. PowerVia, bu iki hedef için de önemli bir dönüm noktasıdır. Intel, deneysel olarak üretilen işlem düğümlerini ve test yongalarını benimseyerek, gelişmiş işlem düğümlerine arka yüz güç dağıtımı uygulamanın riskini azaltmış ve arka yüz güç dağıtımı teknolojisini pazara sunmaktadır."
Anlaşıldığı kadarıyla, VLSI Sempozyumu'nda sunulacak olan üçüncü bir makalede, Intel'in teknik uzmanı Mauro Kobrinsky, yonga plakasının hem ön hem de arka yüzünde eşzamanlı sinyal iletimi ve güç dağıtımı gibi PowerVia için daha gelişmiş uygulama yöntemleri konusunda Intel'in araştırma başarılarını ayrıntılı olarak ele alacak.
