នៅពេលដែលការពន្យាពេល RC និងដង់ស៊ីតេនៃខ្សែភ្លើងខិតជិតដល់ដែនកំណត់រាងកាយរបស់ពួកគេ ការភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមកបានលេចចេញជាឧបសគ្គដ៏ធំបំផុតតែមួយគត់លើដំណើរការបន្ទះឈីប។PowerVia ផ្លាស់ប្តូរការបញ្ជូនថាមពលទៅផ្នែកខាងក្រោយនៃ die ដែលអាចឱ្យមានការបំបែកបណ្តាញសញ្ញា និងថាមពលពេញលេញ។

ការពិនិត្យឡើងវិញនូវរបាយការណ៍ថ្មីៗស្តីពីស្ថាបត្យកម្មចែកចាយថាមពលជំនាន់ក្រោយ ការសន្និដ្ឋានមួយបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់៖ យើងបានផ្តោតលើការច្នៃប្រឌិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រជាយូរមកហើយ ប៉ុន្តែឧបសគ្គពិតប្រាកដចំពោះដំណើរការនៃបន្ទះឈីបគឺមិនមែនជាត្រង់ស៊ីស្ទ័រខ្លួនវាទៀតទេ។

អស់ជាច្រើនទសវត្សរ៍មកហើយ ការនិទានរឿង semiconductor ផ្តោតលើការធ្វើមាត្រដ្ឋាន៖ FinFET, GAA, RibbonFET—ការទម្លាយរចនាសម្ព័ន្ធនីមួយៗបានពង្រីកច្បាប់របស់ Moore ។ប៉ុន្តែការក្រឡេកមើលកាន់តែស៊ីជម្រៅទៅលើបញ្ហាប្រឈមនៃកម្រិតខ្ពស់បង្ហាញពីការពិតដែលកំពុងកើនឡើង៖ ខណៈពេលដែលត្រង់ស៊ីស្ទ័របន្តធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង ទំនាក់ទំនងរវាងពួកវា និងបណ្តាញថាមពលដែលគាំទ្រពួកគេបានក្លាយជាឧបសគ្គថ្មី។

អ្វី​ដែល​ធ្វើ​ឲ្យ​វិបត្តិ​នេះ​កាន់​តែ​ធ្ងន់ធ្ងរ​នោះ​គឺ​វា​បាន​សាង​សង់​អស់​រយៈពេល​ជាង ២៥ ឆ្នាំ​មក​ហើយ។បច្ចេកវិជ្ជា Interconnect មិនបានឃើញការលោតផ្លោះជំនាន់មួយដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងស្ថាបត្យកម្មត្រង់ស៊ីស្ទ័រនោះទេ។ការថយចុះនៃការអនុវត្ត ការចំណាយកើនឡើង និងធនធានខ្សែភ្លើងត្រូវបានច្របាច់កាន់តែខ្លាំងឡើងដោយការចែកចាយថាមពល។និយាយឱ្យខ្លី ធនធានដែលខ្វះខាតបំផុតនៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វីទំនើបគឺលែងជាត្រង់ស៊ីស្ទ័រទៀតហើយ វាជាកន្លែងខ្សែភ្លើង។

ប្រឆាំងនឹងផ្ទាំងខាងក្រោយនេះ របាយការណ៍បានស្នើរឱ្យមានដំណោះស្រាយដ៏ដិត និងឡូជីខល៖ ប្រសិនបើខ្សែភ្លើងនៅខាងមុខត្រូវបានអស់ សូមផ្លាស់ទីការបញ្ជូនថាមពលទៅផ្នែកខាងក្រោយ។

នេះគឺច្រើនជាងការកែប្រែដំណើរការតូចតាចទៅទៀត។វាតំណាងឱ្យបដិវត្តន៍ស្ថាបត្យកម្ម - ការរចនាឡើងវិញពេញលេញនៃប្លង់មូលដ្ឋានរបស់បន្ទះឈីប ដោយផ្លាស់ប្តូរពីផ្នែកខាងមុខទៅផ្នែកខាងក្រោយនៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល។នេះប្រហែលជាជំហានកំណត់ដែលកំណត់កម្រិតនៃការអនុវត្តនៅក្នុងសម័យក្រោយ Moore ។

សារស្នូលនៃរបាយការណ៍

នៅថ្នាំងកម្រិតខ្ពស់ ដែនកំណត់ពិតប្រាកដចំពោះដំណើរការរបស់បន្ទះឈីបគឺលែងជាត្រង់ស៊ីស្ទ័រទៀតហើយ ប៉ុន្តែបណ្តាញទំនាក់ទំនងគ្នា និងបណ្តាញចែកចាយថាមពល។Backside Power Delivery (BPN) គឺជាចំណុចបច្ចេកវិជ្ជាសំខាន់បន្ទាប់។

ការផ្លាស់ប្តូរ Bottleneck: ពីត្រង់ស៊ីស្ទ័រទៅ Interconnect & Power

របាយការណ៍បើកជាមួយនឹងនិន្នាការឧស្សាហកម្មច្បាស់លាស់៖

• ច្បាប់របស់ Moore នៅតែបន្ត ប៉ុន្តែលែងពឹងផ្អែកតែលើការធ្វើមាត្រដ្ឋានត្រង់ស៊ីស្ទ័រ
• បច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងអន្តរមិនឃើញមានរបកគំហើញពិតប្រាកដក្នុងរយៈពេល 25 ឆ្នាំ។
• ការតភ្ជាប់គ្នារវាងសញ្ញាកំពុងក្លាយជាឧបសគ្គចម្បងសម្រាប់ដំណើរការ និងការចំណាយយ៉ាងឆាប់រហ័ស

ការដកយកគន្លឹះ៖ កត្តាកំណត់ដំណើរការបន្ទះឈីបបានផ្លាស់ប្តូរពីឧបករណ៍ទៅការតភ្ជាប់ និងការផ្តល់ថាមពល។

ការពិតគ្មានតុល្យភាព៖ ការថយចុះប្រសិទ្ធភាពនៃការតភ្ជាប់គ្នា និងការចំណាយកើនឡើង

ឯកសារបង្ហាញពីអតុល្យភាពរចនាសម្ព័ន្ធ៖

• ភាពធន់ (R) កើនឡើង ដែលនាំឱ្យមានការពន្យាពេលកាន់តែខ្ពស់។
• Capacitance (C) កាន់តែលំបាកក្នុងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាព
• ការពន្យាពេល RC គ្រប់គ្រងដំណើរការទាំងមូល

ទន្ទឹមនឹងនេះ៖

• ស្រទាប់ដែកកើនឡើងជាលំដាប់ (ប្រហែលមួយស្រទាប់រៀងរាល់ពីរឆ្នាំម្តង)
• ពហុលំនាំជំរុញឱ្យដំណើរការស្មុគស្មាញខ្លាំង
• ថ្លៃដើមផលិតកម្មបន្តកើនឡើង

ភាពផ្ទុយគ្នាស្នូល៖ ការភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមកកាន់តែអាក្រក់ទៅៗ និងមានតម្លៃថ្លៃ ប៉ុន្តែនៅតែមិនអាចខ្វះបាន។

ការចំណាយលាក់កំបាំង៖ ពន្ធថាមពលប្រើប្រាស់ធនធានបន្ទះឈីប

បញ្ហាសំខាន់ដែលតែងតែមើលរំលង៖

• 10%-30% នៃធនធានលោហៈត្រូវបានកាន់កាប់ដោយបណ្តាញថាមពល
• ស្រទាប់លោហៈទាប (M0/M1) ទទួលរងការខាតបង់ធ្ងន់ធ្ងរបំផុត។
• ការរចនាដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ប្រឈមមុខនឹងសម្ពាធថាមពលកាន់តែខ្លាំង

បញ្ហាជាមូលដ្ឋាន៖ ការចែកចាយថាមពលមានការកើនឡើង និងប្រកួតប្រជែងជាមួយនឹងធនធាននៃការតភ្ជាប់គ្នានៃសញ្ញា។

ចំណុចរបត់ស្ថាបត្យកម្ម៖ ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលខាងក្រោយ

ការផ្លាស់ទីបណ្តាញថាមពលពីផ្នែកខាងមុខទៅផ្នែកខាងក្រោយផ្តល់នូវអត្ថប្រយោជន៍បំប្លែងចំនួនបី៖

1. ការបំបែកពេញលេញ
សញ្ញា និងខ្សែថាមពលលែងប្រកួតប្រជែងសម្រាប់ធនធានផ្លូវ។

2. ចំណូលពីការសម្តែង
ការធ្លាក់ចុះ IR ប្រសើរឡើង 5-20 ដង
ការពន្យារពេល RC ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង

3. តំបន់ & ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពតម្លៃ
បង្កើន 10-30% នៃធនធានខ្សែ
តំបន់ស្លាប់បានកាត់បន្ថយ 8%-19%

នេះមិនមែនជាការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការតភ្ជាប់គ្នាទេ វាគឺជាស្ថាបត្យកម្មពេញលេញនៃការផ្តល់ថាមពល។

PowerVia: ដំណោះស្រាយថាមពល Backside ជាក់ស្តែងបំផុត។

របាយការណ៍ប្រៀបធៀបវិធីសាស្រ្តជាច្រើន៖

ដំណោះស្រាយបែបបុរាណ
ថាមពលផ្នែកខាងមុខ (FPN)
ផ្លូវដែកថាមពលកប់ (BPR)
ដែនកំណត់៖ ផ្តល់ការសង្គ្រោះបណ្តោះអាសន្នតែប៉ុណ្ណោះ មិនអាចបញ្ច្រាសនិន្នាការរយៈពេលវែងបានទេ។

ថាមពលខាងក្រោយ (BPN)
nTSV
PowerVia (ល្អជាងសម្រាប់ផលិតកម្មធំ)
BSCON (ទិសដៅអនាគត)

អត្ថប្រយោជន៍ PowerVia៖

• មិនត្រូវការការរួមបញ្ចូល BPR ទេ។
• ការលំបាកក្នុងការតម្រឹមទាប
• ដំណើរការផលិតសាមញ្ញជាង

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ PowerVia គឺជាផ្លូវវិស្វកម្មដែលអាចធ្វើទៅបានបំផុតចំពោះថាមពលខាងក្រោយ។

បញ្ហាប្រឈមពិភពលោកពិត៖ ភាពស្មុគស្មាញនៃដំណើរការ និងទិន្នផល

របាយការណ៍នេះក៏ទទួលស្គាល់ផងដែរនូវការដោះដូរពាណិជ្ជកម្មសំខាន់ៗ៖

• ការផ្សារភ្ជាប់ wafer និងការស្តើងខ្លាំង (យកចេញ ~ 775μm នៃស្រទាប់ខាងក្រោម)
• កំហុសក្នុងការតម្រឹមផ្នែកខាងក្រោយត្រូវតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្រោម 50nm
• ហានិភ័យនៃទិន្នផលរួមទាំងការចាត់ទុកជាមោឃៈ និងការបំបែកស្រទាប់

ថាមពលខាងក្រោយតំណាងឱ្យតុល្យភាពថ្មីរវាងការកើនឡើងនៃការអនុវត្ត និងភាពស្មុគស្មាញនៃការផលិត។