未来の産業を担う三次元積層半導体(3D-IC)の現況と今後の展開―東北大学3D-IC研究開発拠点「GINTI」の活動成果より―

講師:東北大学大学院工学研究科(未来科学技術共同研究センター 兼務) 准教授 福島 誉史
人工知能社会の本格的な到来により、HPCやモバイル用途だけではなく、ニューロコンピュータや量子コンピュータ、ポスト5Gなど、ロジック/メモリ、アナログ/デジタル混載の新しい半導体システムに対する要求が高まり、世界中で研究開発競争が激化している。この中心となるのが三次元積層半導体(3D-IC)である。本講演では、世界が注目する3D-ICの動向や、東北大で誕生し、我々が牽引してきた3D-ICを基盤とするシステム集積に焦点を当てた世界初の研究開発拠点「GINTI: Global INTegration Initiative」の成果を紹介する。GINTIは、300mmウエハを用いて最先端の3D-ICを一貫して柔軟に試作・製造できる国内唯一、世界でも稀なクリーンルームを東北大学近隣のパナソニック仙台工場(宮城県名取市)内に整備した。特に、世界規模で共同研究などを展開する先駆的なGINTIの試作実績やGINTIの多様な開発技術と活動現況について詳しく言及する。

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  • @user-jk5rn1nm5j
    @user-jk5rn1nm5j5 ай бұрын

    いつも応援しております。頑張ってくださいませ。

  • @user-qe3uq4ox6d
    @user-qe3uq4ox6d Жыл бұрын

    たいへんな研究に頭が下がる思いですが、SONYも結局は2枚チップ部位ずつを合わせバンプ無しのTSVを使った3層のイメージセンサーを開発した様ですが、結果としては2積層のカッパー接合に収れんされている様です。 チップレットもシリコンインターポーザーを使わなくても出来ますし、メモリの3次元積層もワイヤボンドで可能ですし、TSVのコストを思いますとコンシューマエリアでは普及しづらい1面を持つものと思われるのではないでしょうか。 もっとも、スパコン富岳に使用された実績がありますし、スーパーハイエンド仕様には今後益々使用されて行くものとは思われます。 いずれにしても工数等が多いと言う事はイールドが良くはないと言う事でもありと思われ、此等からの等々によりコスト要因が起因するであろう事の持つ特徴は如何ともしがたいものがあるものとは思われます。 これこそが普及におけるブロックとはなっているものと推察に思いをめぐらせてはいるものでございます。 此等は小柳先生の1フアンの、単なる1考察と聞き流して頂きます様、お願い致します。 本題は日本で唯一無二の貴センターにおかれましては、日本の技術立国の本筋である、本件事項の益々の拡大発展の為に、なお一層、日々邁進されます様、心から希望致すものでございます。

  • @user-qe3uq4ox6d
    @user-qe3uq4ox6d2 жыл бұрын

    30年に渡る研究開発、大変ご苦労様です。小柳教授の講演を23年前に拝聴させて頂きました。 質疑応答が可能でしたら、ご回答頂ければ幸いです。 TSVが実用化されるには、ウエハーレベルのバーンインテストの低コストでの実用化が必須と思われますが、一部パナソニックで実用レベルのものが開発されたとは聞いておりますが、未だに各半導体メーカーからは良品チップの保証はされてはいないと聞いております。 そこで、お伺い致しますが、低コストウエハーレベルのバーンインテストの見通しはいかがお考えでしょうか。 また、3D積層後のバーンインテストにおきまして不良品が発見された場合のリワークの方策については、いかがお考えでしょうか。 以上、差し支え無いご範囲で構いませんので、ご回答頂ければ幸いです。 日本の半導体技術の将来に取りまして、大変重要なコア技術と思い、ご質問させて頂きました。

  • @niche-tohoku-university

    @niche-tohoku-university

    2 жыл бұрын

    コメントありがとうございます。福島先生からコメントいただきましたので引用いたします。 --- 貴重なコメントを頂きありがとうございました。 コストに関しては今後TSVデバイスがさらに普及してくれば下がってくるものと期待しております。 リワークがどこまでできるのか疑問ですが、TSVに冗長性をもたせるなどの対策はしておくべきかと考えます。 あまり的確なお答えになっていないかもしれませんが、どうぞよろしくお願い申し上げます。

  • @user-qe3uq4ox6d

    @user-qe3uq4ox6d

    2 жыл бұрын

    ご回答ありがとうございました。 ウエハーレベルバーンインテストも、その低コスト化も量産体制が整えば、問題は解決し、且つリワークは困難な事からチップ回路に不良部回避の予備回路を設ける事で対策可能と理解しました。スタックメモリも封止している事から予備回路の冗長性を持たせていると聞いておりますので問題ないものと思います。 良く理解出来ました。ご回答ありがとうございました。 これからも精力的に開発にご活躍下さい。

  • @niche-tohoku-university

    @niche-tohoku-university

    2 жыл бұрын

    @@user-qe3uq4ox6d ありがとうございます。本コメントも伝えておきます。当センターでは、今後もオンラインセミナーを継続的に実施していく予定ですので、ぜひご参加ください。

  • @user-qe3uq4ox6d
    @user-qe3uq4ox6d Жыл бұрын

    魅力的な技術ではあるのでしょうが、SONYで画像センサーとコントローラーとメモリを3層で積層した実績がある様ですが、例えばクワルコムではTSVは試作の結果、放熱とコストの問題を主課題として、すでに放棄されている様です。 その他、軽薄短小化と高層化は相反する基本的問題が含まれており、限度もある様です。 また、チップレットはMCMですので、36年前のMCMが廃れた歴史から学べば、おのずと将来は見えて来るものと思われます。 これらから、30年間の研究開発には頭の下がる思いですが、このTSV技術が徒労に終わる事を極めて危惧致します。 小生としては、小柳先生のアイデアが将来メジャーとなる事を陰ながらせつにお祈りする次第です。

  • @niche-tohoku-university

    @niche-tohoku-university

    Жыл бұрын

    コメントありがとうございます。福島先生からコメントいただきましたので、以下のとおり返信させていただきます。 ご助言ありがとうございます。 概念からするとチップレットとMCMは大きく異なりますが、MCMが廃れた一番の原因はどこにあるのでしょうかね。 そこの課題が見えてくれば3D・チップレットはムーアの法則の新たなステージの持続可能なけん引役になると期待しています。 クワルコムでTSVをあきらめたのは、モバイル用途だからでしょうかね。 ハイエンド品では、DRAMメーカーはもちろん、AMDもインテルもTSVを積極的に活用しているのでしばらくはこの流れが続くと思われます。 また、熱の発生源になっているノイマン型のアーキテクチャが変わってくる時がまさにTSVの本領発揮となってくるのではないでしょうか。

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