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从封装发展趋势破解LED照明“达芬奇密码”

2014-10-20 00:49
铁马老言
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  “破解三维集成电路(3D-IC)的达芬奇密码”?这听起来像是悬疑电影或小说的名字,但这其实是我在最近几次在由IEEE电子元件封装及制造技术学会(IEEE-CPMT)主办的会议和专题报告中所演讲的题目,也体现了我对三维集成电路的看法。通过图一的帮助,我将尝试把我的想法展现给大家。

  从电子器件的发展初期开始,先看两张具有重大里程碑意义的图(左上角),从上到下展示的分别是世上第一个点接触型半导体晶体管(1947,威廉·肖克利,沃特·布拉顿,约翰·巴丁)和第一个集成电路(1958,杰克·基尔比)。左边的第三幅图是摩尔定律原始的示意图(1965,戈登·摩尔),第四幅展示的是基于中央处理器(CPU)实际情况作出修改后的摩尔定律(1961-2011,因特尔)。

  在过去的四十多年里,微电子技术的发展基本上都在稳定的地按照摩尔定律在进行。

  在世纪之交,一些新的概念开始推陈出新。在左下角的“小飞象”作为新兴的突破性技术的代表飞起来跨过了投影片,到达右上角这幅著名的“持续摩尔定律(More Moore)”和“超越摩尔定律( More than Moore )”的国际半导体技术发展路线图(ITRS)。红色的纵坐标指的是持续不断的 “微型化”(Miniaturization),蓝色的横坐标展现的是“集成”(integration)的发展趋势。我有意地在投影片中将前者大写,实际是为下文做铺垫。

  使“超越摩尔定律”成为可能的有好几种关键技术。在这些技术中要数硅通孔技术(TSV)是大家最熟悉的,投影片中右下角的图正诠释了这项技术。过去几年,硅通孔的概念已经被扩展到“玻璃导通孔(TGV)”和“塑封导通孔(TMV)”,分别如硅通孔技术示意图上的两图所示。随后,有人提议把“TSV”归纳成“TxV”,在此“x”代表不同的材料。

  在我看来,只有低成本高效益的技术才是成功的技术,所以我建议把这个术语修改为“T$V”(我想所有人都明白“$”是什么意思),就像投影片正上方所描述的那样。

  关键的一步来了。我们可以把“微型化(Miniaturization)”中的第一个字母和“集成(integration)”的第一个字母拿出来放在一起组成“Mi”。在音阶中,“Mi”是在“Do”和“Re”之后的第三个音符,换句话说,“Mi”代表“3”。然后,“T$V”中美元(Dollar)的符号“$”可以从投影片上面掉到“3”后面,用首字母D代替。这就是我如何从“摩尔定律”、“持续摩尔定律”和“超越摩尔定律”中演绎出“三维(3D)”来的。

  为了能使大家都明白这个推论是怎样来的,我会问大家“都看懂了吗?(Did you see that?)”,大家肯定会回答“懂了。(I see.)”否则我会不厌其烦一遍遍地演示,直到你由衷地说“懂了(I see 谐音IC——集成电路)”如果仍不得要领,你也可以把“IC”看成是“IEEE-CPMT(国际电气与电子工程师学会——电子元件封装及制造技术学会)”的首字母缩写。

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