Las empresas juntan sus cabezas para hacer chips que se acumulen

IBM trabajará con el fabricante de materiales 3M para desarrollar el mortero necesario para construir chips informáticos tridimensionales mucho más complejos. Las empresas anunciaron esta semana que su objetivo es desarrollar microchips hechos de 100 capas de chips apiladas una encima de la otra. Apilar chips de esta manera podría hacer que todo tipo de dispositivos electrónicos sean más rápidos y más eficientes energéticamente.

Los chips tridimensionales ya se han abierto camino en algunas aplicaciones de nicho, pero son costosos de fabricar y solo se pueden apilar alrededor de una docena de capas antes de sobrecalentarse.

Los chips tridimensionales pueden manejar datos de manera más eficiente porque los datos tienen que viajar menos distancia para llegar a un componente diferente. Los chips apilados con conexiones que los atraviesan verticalmente como tuberías en un rascacielos deberían poder procesar más datos más rápido y con menores requisitos de energía.



Eby Friedman , profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Rochester que no está involucrado con ninguna de las empresas, dice que debido a problemas de gestión del calor, los chips tridimensionales actuales alcanzan un máximo de alrededor de media docena de capas incluso en los laboratorios de investigación. Estos chips están quemando mucha energía, muy cerca unos de otros, y los efectos térmicos se volverán dominantes, dice.

Lo que se necesita es un material que se asiente entre cada capa (mortero que 3M espera crear) para pegarlas, pero también para desviar rápidamente el calor de las virutas. Necesitamos un material que absorba el estrés mecánico, conduzca el calor muy rápidamente y sea fantásticamente aislante de la electricidad para que no se produzcan pantalones cortos, dice Bernard Meyerson, vicepresidente de IBM Research.

Ming Cheng, director técnico de la división de materiales electrónicos de 3M, dice que la compañía tendrá como objetivo encontrar dicho material expandiendo su grupo existente de materiales adhesivos y electrónicos a través de una combinación de simulación computacional y trabajo de prueba y error en el laboratorio.

Los nuevos diseños de chips, en los que IBM está trabajando como parte de la colaboración, también son clave para que los chips tridimensionales funcionen. Friedman dice que los problemas de calor se han mantenido en parte porque los fabricantes de chips, en su mayor parte, han visto la fabricación de chips tridimensionales como un problema de empaque, no como un problema de diseño de chips. Hay que cambiar el diseño de los chips para que tengan disipadores de calor y otras características; tenemos que pensar en la producción de calor de una manera primaria, no solo en diseñar para el rendimiento, dice.

Las pilas tridimensionales se construirán sobre una base de un chip relativamente convencional, cubierto con chips que se han adelgazado a la mitad de su tamaño normal para que toda la estructura no se vuelva demasiado gruesa, dice Meyerson de IBM. Un gran desafío de diseño para IBM, dice, es encontrar una manera de hacer que estas pilas no sean chip por chip, sino oblea por oblea. La fabricación a esta escala es la única forma de llevar chips tridimensionales de un producto de nicho a uno comercial. Creo que IBM será el primero en tener productos comerciales de gran volumen, predice Friedman.

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