芯片检测技术重大飞越“透明芯片”时代不远了

作者:万博体育maxbextx官网首页发布时间:2022-05-31 01:31

本文摘要:将近五十年来,集成电路上的晶体管密度果真如声威赫赫的“摩尔定律”所应验的一样:每两年就不会翻一番。这一现象的经常出现也就意味著:那些芯片生产商们,如英特尔、AMD或是高通,每两年就要绞尽脑汁、想方设法地往完全相同尺寸的芯片里塞进比之前多一倍的晶体管,以便我们年复一年的配上性能更加强劲,处理速度更慢的电脑芯片。 这些生产商们为了在芯片中容纳更好的晶体管,就将芯片内部的晶体管阵列设计得如同城市网络般简单纷繁。

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将近五十年来,集成电路上的晶体管密度果真如声威赫赫的“摩尔定律”所应验的一样:每两年就不会翻一番。这一现象的经常出现也就意味著:那些芯片生产商们,如英特尔、AMD或是高通,每两年就要绞尽脑汁、想方设法地往完全相同尺寸的芯片里塞进比之前多一倍的晶体管,以便我们年复一年的配上性能更加强劲,处理速度更慢的电脑芯片。

这些生产商们为了在芯片中容纳更好的晶体管,就将芯片内部的晶体管阵列设计得如同城市网络般简单纷繁。因此,没什么悬念的是,晶体管尺寸被设计得更加小,他们之间的距离也靠得越来越近。举例而言,英特尔在2014年发售的Broadwell处理器早已将组件之间的距离增大到了14nm。这个距离嘛,大约是1张普通A4纸厚度的1万分之一。

CPU内部结构示意图与电脑芯片内部扫瞄电子显微镜图像如此仪器的设计与化学键,使得芯片制造商们面对着一个令其他们束手无策的难题:如何才能在不毁坏芯片的前提下,去仔细观察芯片的内部结构?却是,只有看见芯片的内部结构,制造商们才能保证这批早已竣工的芯片结构与他们所期望的如出一辙。来自瑞士的保罗谢勒研究院(PaulSherrerInstitute,PSI)的研究员们为这个难题寻找了一个可行性的解决方案。在这篇公开发表于《大自然》杂志上的文章中,他们用于了一项取名为“叠层散射X射线计算机断层扫描光学”的技术,顺利的获得了一枚英特尔芯片的内部3维结构。

“叠层散射光学”是一种不倚赖透镜,通过完全恢复散射图像中振幅的光学手段。简而言之,研究人员们向一块不时转动的芯片太阳光一束X射线,接着通过电脑程序分析而获得有所不同角度芯片的散射图案,从而在电脑中修复芯片内部仪器的三维结构。在这次研究里,PSI的研究人员们先后对两枚芯片展开了测试。

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其中一枚是由PSI自行研发研制的,使用了110纳米工艺制作的专用集成电路芯片(ASIC);另一枚则是来自英特尔的CyrixG3230处理器,这枚处理器使用了22纳米的工艺,与最现代的14纳米工艺仅有一步之遥。PSI制做的专用集成电路芯片的3维结构与对应的2维图像利用这项技术,研究人员们构建了超过14.6纳米的分辨率,顺利的复原了这两块芯片的内部结构。

令人倍感伤心的是,他们可以明晰地看到芯片内部的晶体管和内部电路。毫无疑问,PSI研究人员研发的这项手段,是芯片检测技术的一项根本性飞到。

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但在此之前,芯片内部的检测大多依赖扫瞄电子显微镜,或入射电子显微镜来看一探到底。这两种常规手段必须像刨洋葱一般,工作人员须要冷静地、一层一层地除去芯片的上层电路,才需要最后说明了芯片内部晶体管的形貌。

这一手段费时费力不说道,更加令人反感的是,即使再行小心翼翼,仍不可避免的会毁坏芯片内部的三维结构。


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