- אינטגרציה הטרוגנית משלבת שבבים וחומרים שונים למערכת אחת, ומתגברת על המגבלות של הגישה המונוליטית הקלאסית.
- טכניקות כגון NAND תלת-ממדי, הערמה מונוליטית, אינטרפוזרים וקישור היברידי מאפשרות צפיפות, ביצועים ויעילות אנרגטית מוגברות.
- יישומים מרכזיים כוללים מחשוב עתיר ביצועים, רכב, האינטרנט של הדברים, מכשירים רפואיים ופוטוניקה משובצת, קלאסית וקוונטית כאחד.
- האתגרים העיקריים הם ניהול תרמי, תאימות חומרים ועלות, אשר מטופלים באמצעות כלי EDA חדשים ומרכזי מצוינות ייעודיים.
La אינטגרציה הטרוגנית היא הפכה לנכס הגדול ביותר של תעשיית המיקרואלקטרוניקה להמשך התקדמות, כאשר המודל הקלאסי של הרחבת שבב מונוליטי יחיד מתחיל להגיע לגבולותיו. במקום לייצר הכל על פרוסה אחת ובצומת יחיד, שבבים, חומרים וטכנולוגיות שונים מאוד משולבים באותה מערכת, סוחטים את המיטב מכל אחד וממזערים את המרחקים בין בלוקים פונקציונליים.
שינוי המיקוד הזה מתאים בצורה מושלמת לפילוסופיה "יותר ממור"זה לא רק עניין של דחיסה של יותר טרנזיסטורים לכל מילימטר מרובע, אלא של בניית מערכות חזקות, מיוחדות ויעילות הרבה יותר על ידי מיזוג רכיבים אופטיים, מכניים, RF, זיכרון ולוגיקה מתקדמת בחבילה אחת. מזיכרון פלאש NAND תלת-ממדי עם מאות שכבות ועד שבבים עבור מרכזי נתונים, מכשירים רפואיים ומכשירים לבישים, אינטגרציה הטרוגנית מגדירה מחדש את האופן שבו מוליכים למחצה מתוכננים ומיוצרים.
מהי בעצם אינטגרציה הטרוגנית?
כשאנחנו מדברים על אינטגרציה הטרוגנית, אנחנו מתייחסים ל... שילוב של שבבים ומכשירים מתהליכים טכנולוגיים ותחומים שונים (CMOS דיגיטלי, RF, הספק, פוטוניקה, MEMS, חיישנים וכו') במערכת אחת. כל בלוק מיוצר באמצעות הטכנולוגיה המציעה את הביצועים או העלות הטובים ביותר, ולאחר מכן הם מחוברים קרוב מאוד לשבב או אפילו מוערמים בתלת-ממד.
בגישה הקלאסית של מערכת מונוליטית על שבב (SoC)כל הפונקציות משולבות על אותו שבב סיליקון ועל אותו קו ייצור. מודל זה עבד היטב עבור טלפונים ניידים ואלקטרוניקה צרכנית, בתנאי שכל הצדדים הסכימו לחלוק את אותה טכנולוגיה ואותן מגבלות תרמיות, מתח וחומר. עם זאת, ככל שתפוקות הספק גבוהות יותר, תדרים גבוהים יותר או חיישנים מיוחדים מאוד הופכים לתובעניים יותר, פשרות אלו אינן מקובלות עוד.
עם אינטגרציה הטרוגנית, לעומת זאת, ניתן לייצר מתג בתדר גבוה במוליך למחצה שאינו CMOS לשימוש כלליניתן לבנות בלוק הספק על גבי התקן GaN או Class III-V, וניתן ליישם חיישן אופטי על גבי פלטפורמה מותאמת לפוטוניקה. כל אלה משולבים ברמת המארז או האינטרפוזר עם חיבורים בצפיפות גבוהה במיוחד, מה שמשיג נתיבים קצרים מאוד והשהיות נמוכות בין בלוקים.
כאשר המושג מורחב כך שיכלול את כל מערך הפונקציות, אנו אפילו מדברים על אינטגרציה של מערכות הטרולא רק ששבבים שונים מחוברים יחד, אלא שהמערכת כולה מתוכננת וארוזת תוך התחשבות בצריכת חשמל, קירור, תקשורת, אבטחה ואמינות כבר מההתחלה.
מ"יותר מור" ל"יותר ממור"
מאז 1965, התעשייה מונחת על ידי כלל האצבע המפורסם של גורדון מור, לפיו מספר הטרנזיסטורים על שבב הוא זה מכפיל את עצמו בערך כל שנתיים.במשך עשרות שנים הדבר הושג הודות להפחתה המתמדת של הליתוגרפיה, והגיעה לצמתים בסדר גודל של 5 ננומטר או פחות.
עם זאת, ככל שאנו מתקרבים לגבולות הפיזיים והכלכליים של המזעור, הקטנת גודל הטרנזיסטורים אינה מספיקה עוד. כיום, שלושה וקטורים טכנולוגיים עיקריים מתקיימים במקביל: המשך קנה המידה של מפעלים ("עוד מור"), הפיצוץ של אריזות מתקדמות חדשות ואינטגרציה הטרוגנית ("יותר ממור") והופעתן של ארכיטקטורות שונות באופן קיצוני כגון מחשוב נוירומורפי או מחשוב קוונטי.
בתחום האחסון, הזיכרון תלת מימד NAND זוהי הדגמה מוקדמת כיצד למנף את המימד השלישי. יצרנים עברו מ-NAND מישורי להתקנים שנערמים אנכית בשכבות של כ-200, ומכפילים את הצפיפות מבלי להסתמך אך ורק על הקטנת גודל כל תא.
בלוגיקה בעלת ביצועים גבוהים, האסטרטגיה הרווחת היא לשבור שבבים גדולים ב צ'יפלטים מיוחדיםכל רכיב מיוצר בצומת המתאים ביותר, והמערכת מורכבת מחדש באמצעות חיבורים מתקדמים: שכבות חלוקה מחדש דו-ממדיות, חיבורים ביניים דו-ממדיים וחצי, ערימה תלת-ממדית עם TSV, או חיבור היברידי, בהתאם ליישום. זה מאפשר מודולריות, תפוקות ייצור משופרות וקיצור זמן הגעה לשוק.
אינטגרציה הטרוגנית היא, למעשה, הדרך המעשית להפוך זאת למציאות. "יותר ממור"מקסום צפיפות פונקציונלית וקרבת שבבים מבלי לאלץ את כולם להשתמש באותו צומת או טכנולוגיה.
NAND תלת-ממדי והאתגרים של ייצור אנכי
הדרך לאינטגרציה תלת-ממדית החלה לקבל צורה ברורה עם התפתחות ה- פלאש NANDהודות לליתוגרפיה טבילה ב-193 ננומטר וטכניקות רב-תבניות, יצרנים הצליחו להפחית את גודל ה-NAND המישורי לטווח הצומת של 1x ננומטר, כלומר ממדים קטנים ביותר עבור עיצוב דו-ממדי.
בזיכרון פלאש NAND מישורי קלאסי, נוצרים הדברים הבאים: רצועות אופקיות של פוליסיליקון אשר פועלים כקווי מילים ומחברים את שערי הבקרה של כל תא זיכרון. צוואר הבקבוק התרחש כאשר האלמנט הקריטי, השער הצף, הפסיק להתפתח כראוי: יחסי הצימוד הקיבולי בין השער הצף לשער הבקרה התדרדרו, ופגעו בפעולה האמינה של התא.
לנוכח מגבלה זו, חברות כמו סמסונג החליטו לשנות באופן קיצוני את גישתן ולהתמקד ב... NAND תלת מימדבשנת 2013, הם הציגו את ה-V-NAND המסחרי הראשון שלהם, שבב של 128 ג'יגה-ביט עם 24 שכבות אנכיות וכ-2,5 מיליון ערוצים. בהמשך, הם הציגו גרסאות של 32 שכבות ואפילו... יחידות SSD המבוססות על ארכיטקטורות אלהשחקנים אחרים כמו מיקרון, SK Hynix וטושיבה הלכו באותו מסלול.
ב-NAND תלת-ממדי, רצועות הפוליסיליקון השטוחות הישנות נמתחות, מכופפות וממוקמות אנכית. מושג השער הצף מוחלף על ידי טכנולוגיות "מלכודת מטען" מבוסס על סרטי סיליקון ניטריד, שבהם המטען מאוחסן באזורים מנוגדים של אותו מבנה. התוצאה היא ערימה מורכבת של חומרים ושכבות שיש לייצר עם סבילות עדינות ביותר.
סמסונג נתנה שם לטכנולוגיית התלת-ממד שלה טרנזיסטור מערך תאי טרה-ביט (TCAT)זוהי ארכיטקטורת "שער מסביב" שבה השער מקיף לחלוטין את התעלה. סכמה זו מיושמת עם כללי תכנון בסדר גודל של 30 עד 40 ננומטר וזרימה אחרונה בשער, מה שמוסיף מורכבות נוספת לתהליך הייצור.
תהליך ה-TCAT מתחיל עם מצע CMOS עליו מופקדות שכבות של סיליקון ניטריד וסיליקון דיאוקסיד לסירוגין. הערמה זו, הדומה למעין "עוגת שכבות"זהו האתגר העיקרי הראשון: השקיעה המתחלפת של הערימה. באמצעות CVD (שקיעת אדים כימית), מופקדות יריעות דקות מאוד, הדורשות אחידות גבוהה ורמות פגמים נמוכות מאוד, דבר שהופך למסובך עוד יותר ככל שהמטרה היא לחרוג מ-32 שכבות.
מספר השכבות בערימה הראשונית הזו יקבע את המספר הסופי של רמות הזיכרון בהתקן. מסכה קשיחה מוסיפה מעל מבנה זה, וחורים נקדחים באמצעות פוטוליוגרפיה. לאחר מכן מגיע שלב קריטי נוסף: ה- חריטה של תעלות עם יחס גובה-רוחב גבוה מאוד מלמעלה למטה ועד למצע. יחסי גובה-רוחב אלה גדולים עד פי עשרה מאשר בטכנולוגיה מישורית, הדורשת שליטה קיצונית בתהליך האיכול.
לאחר האיכול, דפנות החור מרופדות בפוליסיליקון ליצירת התעלה, והחלל המרכזי ממולא בסיליקון דו-חמצני, ויוצר את מה שנקרא "ערוץ מקרונילאחר מכן מוגדרים עמודים פנימיים על ידי תהליכי איכול חריצים, ושכבות הניטריד והתחמוצת המקוריות לסירוגין מוסרות, כך שהמבנה הסופי דומה למגדל צר עם סנפירים.
כדי שהמערכת תפעל, חיוני לחבר את הלוגיקה ההיקפית לשערי הבקרה של כל רמת זיכרון. זה דורש שלב נוסף ומורכב ביותר: ה- חריטה על מדרגותזה כרוך בגילוף מעין סולם בצד אחד של המכשיר כדי לגשת חשמלית לשכבות השונות. מכלול הטכניקות הזה ממחיש את המורכבות הטבועה באינטגרציה אנכית מתקדמת, ומרמז על האתגרים שמציבה אינטגרציה הטרוגנית בתחומים אחרים.
מפתחות טכנולוגיים לאינטגרציה הטרוגנית
כדי להביא לחיים את המערכות המורכבות הללו, התעשייה משתמשת במגוון רחב של משאבים. "ארגז כלים" טכנולוגימקשרי היבריד ועד ארכיטקטורות רשת על-שבב, כולל חוצצים אורגניים או מזכוכית, הבחירה במערכת כזו או אחרת תלויה במקרה השימוש, דרישות העלות והביצועים הרצויים.
ברמה הבסיסית ביותר (לפעמים נקראת רמה 0), אנו מוצאים את שבב בודדברמה 1, השבבים משולבים על גבי פרוסה רגילה או מוערמים זה על גבי זה באמצעות TSV, מיקרו-בליטות או הדבקה ישירה. רמה 2 מתאימה בדרך כלל לשכבת אינטגרציה המבוססת על אינטרפוזורים אורגניים או מזכוכית עם חיבורים לשאר המערכת. רמה 3 תפוסה על ידי המצע עצמו כנושא המערכת, שיכול להוסיף פונקציונליות נוספת.
מרכזי מצוינות באינטגרציה הטרוגנית, כמו Fraunhofer IZM ושותפיה, עובדים בדיוק רב על שליטה בארגז הכלים הזה וסיוע לתעשייה לבחור את סט התהליכים המתאים ביותר לכל יישום: החל מאריזות פאן-אאוט בעלות נמוכה ועד לאינטגרציה כמעט מונוליטית למחשוב בצפיפות גבוהה מאוד.
אינטגרציה תלת-ממדית מונוליטית וארכיטקטורות רשת על שבב
אחת הגישות המרכזיות היא אינטגרציה תלת-ממדית מונוליטיתטכניקה זו כוללת הצבת מספר שכבות פעילות ישירות על גבי פרוסת סיליקון אחת, ויוצרת מבנה אנכי מונוליטי במקום שבבים מרובים מורכבים. שיטה זו מפחיתה באופן דרסטי את מרחקי התקשורת בין השכבות ומגדילה משמעותית את צפיפות החיבורים.
סוג זה של אינטגרציה מבוסס על שליטה עדינה מאוד ב- תקציב תרמימכיוון שהשכבות העליונות מעובדות כאשר התחתונות כמעט גמורות, נעשה שימוש בטמפרטורות מתונות ובסמני יישור מדויקים מאוד כדי להבטיח שכל שכבה חדשה נמצאת בדיוק במקום בו היא צריכה להיות.
במקביל, הארכיטקטורות רשת על שבב (NoC) רשתות מחשוב (NoCs) צצו כתגובה לבעיה של העברת נתונים ביעילות בין מספר הולך וגדל של ליבות, זיכרונות ומאיצים בתוך מערכת אחת. במקום חיבורי נקודה לנקודה ואפיקים משותפים, רשת מחשוב (NoC) מיישמת רשת רשת עם נתבים וערוצים, מה שמאפשר לה להתרחב למערכות מורכבות מאוד תוך צמצום צווארי בקבוק.
רשתות אלו, המשולבות עם TSV או סיליקון ויא, רלוונטיות במיוחד בפתרונות תלת-ממדיים ובפלטפורמות מרובות שבבים. צוות עיצוב יכול לפיכך... לייעל את זרימת המידע, התאמת טופולוגיית הרשת לדפוס התקשורת של היישום שלה, דבר קריטי בבינה מלאכותית או נהיגה אוטונומית.
אינטגרציה פוטונית ומוליכי גל הטרוגניים
היבט בסיסי נוסף של אינטגרציה הטרוגנית הוא שילוב של פוטוניקה משולבת ישירות באותה סביבת אריזה או אפילו על אותו פרוסת גל כמו האלקטרוניקה. מוליכי גל הטרוגניים, המכונים "מוליכי גל הטרוגניים", מערבבים חומרים שונים (למשל, סיליקון ותרכובות III-V) כדי להנחות אור עם הפסדים נמוכים ומהירות גבוהה בתוך שבב.
מערכת מסוג זה בעלת ערך רב במיוחד ב- אזור מרכז של שבבים בעלי ביצועים גבוהים מאוד, שבהם חיבורים חשמליים מסורתיים מתחילים להיתקל במגבלות בצריכת חשמל ובזמן השהייה. על ידי ניתוב האות האופטי דרך חללים ונתיבים שתוכננו במיוחד, ההפרעות ממוזערות, ומושגת העברת נתונים מהירה במיוחד עם צריכת אנרגיה נמוכה משמעותית.
היכולת לשלב בלוקים אלקטרוניים ואופטיים בפלטפורמה אחת פותחת את הדלת ליישומים כגון מחשוב בעל ביצועים גבוהים עם קישורים אופטיים פנימיים, חיבורי מרכזי נתונים חדישים, או אפילו שילוב של רכיבי מערכת קוונטית מרכזיים לתוך שבבים קומפקטיים יותר.
יישומים: מתחום הרכב ועד האינטרנט של הדברים ורפואה
אינטגרציה הטרוגנית היא טכנולוגיה חוצת-תחומים המשפיעה כמעט על כל המגזרים: מחשוב עתיר ביצועים, רכב, תקשורת, אנרגיה מתחדשת, חקלאות חכמה, בריאות והאינטרנט של הדברים, בין היתר. כל תחום מיישם את אותה פילוסופיה עם מערכת תהליכים וסדרי עדיפויות עלות שונים מאוד.
במחשוב עתיר ביצועים ובאימון מודלים גדולים של בינה מלאכותית, המטרה העיקרית היא למקסם את ביצועי החישוב לוואט וליחידת שטח. זה מושג על ידי שילוב של טכנולוגיות שונות. GPU או TPU מהדור הבא עם ערימות זיכרון ברוחב פס גבוה באמצעות קשירה היברידית או ערימה תלת-ממדית, ויוצרות מודולים צפופים ביותר.
בתחום הרפואי, שילוב שבבים מאפשר עיצובים מותאמים אישית ביותר: ניתן לשלב בלוקי עיבוד, רכישת אותות אנלוגיים, תקשורת אלחוטית ואבטחת חומרה בתצורות ספציפיות מאוד לכל סוג של מכשיר, החל מ... צגי מטופלים כולל שתלים בריאותיים ומכשירים לבישים.
חומרים מתקדמים: מוליכים למחצה GaN ו-III-V
שילוב חומרים כגון... ראוי לפרק נפרד. גליום ניטריד (GaN) ומוליכים למחצה אחרים מקבוצת III-V, חיוניים ליישומי תקשורת בהספק, תדרי רדיו ותדר גבוה. חומרים אלה מציעים ביצועים מעולים בעת טיפול במתחים גבוהים, זרמים גבוהים או אותות בתדר גבוה מאוד.
על ידי שילובם עם פרוסות סיליקון באמצעות ויא סיליקון וטכנולוגיות קשירה היברידיות, צוותי תכנון יכולים להשיג התקנים עם ניהול תרמי משופר וצריכה נמוכה יותרמבלי להתפשר על תאימות עם תהליכי ייצור בקנה מידה גדול. זהו כבר סטנדרט דה פקטו עבור מקטעים מסוימים של אלקטרוניקת הספק ומערכות RF מתקדמות.
שילוב GaN/III-V/סיליקון זה משתלב בצורה מושלמת בהיגיון של אינטגרציה הטרוגנית: כל חומר משמש רק היכן שהוא מוסיף את הערך הרב ביותר, ומחובר באמצעות תשתית אריזה המבטיחה נתיבים קצרים, השראות טפילית נמוכה ופיזור טוב של החום שנוצר.
שבבים, מכשירים לבישים ודורות חדשים של מכשירים
האסטרטגיה של ה- שבבים זה לא מוגבל למעבדי מרכזי נתונים גדולים. זה גם משנה מגזרים כמו מכשור רפואי ואלקטרוניקה אישית, שבהם היכולת לשלב ולהתאים בלוקים פונקציונליים פותחת את הדלת להתאמה אישית עמוקה הרבה יותר.
במגזר הבריאות, ספק יחיד יכול להציע סט של שבבים מאושרים (עיבוד, תקשורת, חיישנים ספציפיים, הצפנת חומרה וכו') ולשלב אותם לחבילות שונות בהתאם למכשיר הסופי: צג סימנים חיוניים, מדבקה חכמה או מכשיר אבחון נייד. זה מקצר את מחזורי הפיתוח ומקל על... שימוש חוזר ב-IP.
ل פריטי לבוש הם נהנים במיוחד מאינטגרציה הטרוגנית. בעזרת שילוב של שבבי CMOS שעברו עיבוד לאחר התקדמות, טכניקות קשירת פרוסות מתקדמות ואריזות קומפקטיות במיוחד, ניתן לעצב שעונים חכמים, מעקבי כושר או אוזניות עם חיי סוללה ארוכים יותר, יותר חיישנים וקישוריות טובה יותר, מבלי להגדיל (ואפילו להקטין) את הגודל הפיזי של המכשיר.
בהקשרים אלה, איזון בין ביצועים, צריכה ועלות הוא בעל חשיבות עליונה. לא תמיד הגיוני להשתמש בטכניקות תובעניות כמו הדבקה היברידית; לעתים קרובות, נבחרות חלופות. אינטגרציה של פאן-אאוט או מיקרו-בליטהאשר דורשים תשתית פחות יקרה ועדיין מציעים צפיפות מספקת עבור סוג האות וקצב הנתונים המטופלים.
התקדמויות אחרונות: CFET, FeFET ופוטוניקה קוונטית
להתקדמות במכשירים בסיסיים יש גם תפקיד חיוני באינטגרציה הטרוגנית. בין אלה, בולטים הדברים הבאים: FETs משלימים (CFET), טכנולוגיה המאפשרת הצבת טרנזיסטורים של nMOS ו-pMOS זה על גבי זה, מה שמפחית באופן דרסטי את טביעת הרגל ומשפר את יעילות האנרגיה.
אימוץ CFET בשבבי סיליקון מבטיח טרנזיסטורים קטנים ויעילים יותר, תוך שמירה על תקשורת פנימית יעילה הודות ליישור השכבות המדויק ביותר. חדשנות זו היא המפתח לדחיסה נוספת של לוגיקה לנפחים קטנים יותר, דבר שמתאים באופן מושלם למושגים של ערימה תלת-ממדית ואריזות מתקדמות.
מאידך, רכיבי FET פרואלקטריים (FeFETs) הם משתמשים בחומרים פרו-אלקטריים המסוגלים לשמור על הקיטוב שלהם, וכתוצאה מכך נוצרים זיכרונות מהירים מאוד, בעלי צריכת חשמל נמוכה ולא נדיפים עם שמירת נתונים טובה. על ידי שילוב באזורים מרכזיים ופעילים של שבבים, רכיבי FeFET משפרים הן את הביצועים והן את יעילות האנרגיה של ארכיטקטורות שצריכות לאחסן ולאחזר כמויות גדולות של מידע עם השהייה נמוכה.
במקביל, ה פוטוניקה קוונטית משולבת היא מבססת את עצמה כיישום מוביל של אינטגרציה הטרוגנית. על ידי עיבוד מידע בצורת מצבים קוונטיים של אור, מערכות אלו דורשות שילוב משולב מאוד של מוליכי גל, מקורות, גלאים ומעגלי בקרה, דבר שניתן לבצע רק עם אינטגרציה הדוקה של חומרים ותהליכים מרובים.
בכל המקרים הללו, המארז והאופן שבו האלמנטים מחוברים חשובים לא פחות מההתקנים עצמם, והם מסתמכים על טכניקות כגון קשירה היברידית, פרוסות סיליקון ושימוש חכם בויאס וסמני יישור.
אתגרים טכניים, חומריים ועלויותיים
למרות יתרונותיה העצומים, אינטגרציה הטרוגנית כרוכה אתגרים ניכריםאחד האתגרים העיקריים הוא המורכבות הטכנית של יישור וחיבור רכיבים שונים מאוד בנפח כה קטן מבלי לגרום לפגמים או ללחצים מכניים פנימיים.
La ניהול תרמי זוהי נקודה קריטית נוספת: כאשר משלבים בלוקים בעלי הספק גבוה וצפיפות גבוהה, התקציב התרמי הופך לפרמטר עיצובי מרכזי. פיזור חום לקוי או פיזור חום לא מספק עלולים לפגוע ברכיבים רגישים או לפגוע קשות בביצועים, לכן יש לשקול יחד את הקירור, בחירת החומרים ואת ארכיטקטורת המארז עצמה.
תאימות בין חומרים שונים (סיליקון, תרכובות III-V, GaN, זכוכיתות מיוחדות, פולימרים אורגניים וכו') גם היא מציבה אתגר. הבדלים במקדמי התפשטות תרמית, תכונות מכניות או יציבות כימית יכולים לגרום מתחים, התפרקויות או כשלים מוקדמים אם הם לא מנוהלים נכון בתכנון ובתהליך.
לכל זה מתווספת סוגיית העלות והמדרגיות. הטכנולוגיות המתקדמות ביותר, כגון הדבקה היברידית עם פסיעה דקה במיוחד, דורשות ציוד יקר ותשתית מתוחכמת ביותר, מה שמגדיל את עלויות הייצור. האתגר העיקרי של התעשייה הוא מציאת האיזון בין ביצועים, עלות ונפח ייצורבחירת הכלים הנחוצים באמת לכל שוק.
EDA, אמינות ותפקידם של מרכזי מחקר
עליית האינטגרציה ההטרוגנית כופה גם את האבולוציה של כלי תכנון אלקטרוניים (EDA)כבר לא מספיק לתאר שבב מונוליטי יחיד: יש צורך למדל חוצצים, שכבות חלוקה מחדש, TSV, קשרים מרובים, אפקטים תרמיים תלת-ממדיים ואמינות אלקטרומכנית, בין גורמים רבים אחרים.
מרכזי מחקר כמו Fraunhofer IZM מספקים ערך מרכזי בכך שהם הופכים אותם לזמינים לתעשייה. טייסי קו וספסלי בדיקה עבור טכנולוגיות אריזה ואינטגרציה חדשות. בנוסף לפיתוח תהליכים, הם מבצעים בדיקות אמינות החורגות מבדיקות חשמליות גרידא, ומשלבות את ההתנהגות הפונקציונלית של חיישנים, מפעילים או ממשקי RF כדי להבין את הסיבות לכשלים פוטנציאליים.
מבחינה היסטורית, מכוני מחקר יכלו לעבוד עם ציוד שפיגר שניים או שלושה דורות אחרי הטכנולוגיה המתקדמת בתעשייה. כיום, הלחץ מיישומים כמו בינה מלאכותית ומחשוב עתיר ביצועים מאלץ אותם לקרב את המעבדות שלהם לרמת ה... חדרי ניקיון ברמה הגבוהה ביותר, עם העלייה הנובעת מכך בעלויות והשקעות מתמשכות בתשתיות.
במקביל, חלק מהיצרנים מקדישים מפעלים שלמים אך ורק למשימות אריזה מתקדמות, ומחזירים ייעוד למתקני צמתים הנחשבים "מיושנים" לייצור לוגיקה, אך מתאימים באופן מושלם לייצור אינטרפוזרים או מבני חיבור בצפיפות גבוהה. מודל זה משתלב היטב עם הרעיון של ניצול מקסימלי של הבסיס התעשייתי הקיים.
השפעה על מחשוב קצה, למידה עמוקה וקיימות
על הקרקע של קצהאינטגרציה הטרוגנית מאפשרת למקם את קיבולת העיבוד קרוב מאוד למקום שבו נוצרים הנתונים, מה שמפחית את הצורך לשלוח מידע לענן ומקל על הלחץ על רשתות ומרכזי נתונים. על ידי שילוב של פרוסות ופלים שונים ובלוקים פונקציונליים, מתקבלים התקנים המסוגלים לבצע משימות מורכבות באתר, תוך שמירה על צריכת חשמל נמוכה וטביעת רגל קטנה.
היישומים של למידה עמוקה הם דורשים שבבים בעלי קיבולת מחשוב מקבילית גבוהה ורוחב פס זיכרון עצום. השילוב של שבבי מחשוב עם זיכרונות מוערמים ורשתות NoC אופטימליות, יחד עם תהליכי קשירה מתקדמים, מאפשר לאמן ולפרוס מודלים גדולים יותר ויותר מבלי שהעלות וצריכת החשמל יעלו לרמות בלתי בנות קיימא.
גם קיימות משחקת תפקיד מפתח במשוואה. הרעיון הבסיסי של אינטגרציה הטרוגנית הוא להשיג ביצועים ופונקציונליות מקסימליים בעלות הכלכלית והסביבתית הנמוכה ביותר האפשרית. יוזמות כמו הפרויקטים של טכנולוגיית מידע ותקשורת ירוקה הם חוקרים את טביעת הרגל הסביבתית של תשתיות מידע ותקשורת, החל מבחירת חומרי גלם ועיבוד פרוסות סיליקון ועד לתכנון לוחות מודפסים ואינטגרציה של מערכות.
בתחום אבטחת החומרה, שילוב פונקציות בבלוקים מבוזרים שונים, עם אלמנטים כגון מיקרו-תגיות RFID משובצות בשיפוץ שבבים, זה יכול לשפר את המעקב אחר שרשרת האספקה ולהפחית נקודות כשל בודדות, ובכך לחזק את האמינות של מערכות קריטיות. כל זה חלק מגישה שבה ביצועים, בטיחות וקיימות הולכים יד ביד.
אם לוקחים בחשבון את כל התמונה הזו יחד, אינטגרציה הטרוגנית מתגלה כעמוד התווך שיאפשר למיקרואלקטרוניקה להמשיך ולנוע מעבר לגבולות המזעור הפשוט, ולשלב טכנולוגיות וחומרים מגוונים מאוד כדי להציע מערכות חזקות ויעילות יותר המותאמות לצרכים האמיתיים של כל יישום.
