BBCube - нова технологія інтеграції чипів на пластині

Науковці Токійського наукового інституту (Science Tokyo) у співпраці з консорціумом WOW Alliance розробили нову платформу інтеграції напівпровідників BBCube. Технологія поєднує надвисоку щільність з'єднань, безбумпну архітектуру та покращене тепловідведення, відкриваючи шлях до створення продуктивніших та енергоефективніших AI-прискорювачів.

Результати розробки були представлені на міжнародних конференціях IEEE 76th Electronic Components and Technology Conference (ECTC 2026) у Флориді та 2026 IEEE/JSAP Symposium on VLSI Technology and Circuits на Гаваях.

Зростання вимог до обчислювальних потужностей для штучного інтелекту змушує виробників переходити від поодиноких кристалів до складного передового пакування (2.5D та 3D-інтеграції). Проте розміщення чипів ближче один до одного створює серйозні проблеми з передачею даних та охолодженням.

Команда під керівництвом професора Норіо Чуджо (Norio Chujo) розробила три ключові технології для розв'язання цих завдань.

Високоточна технологія Chip-on-Wafer дозволила зменшити відстань між окремими кристалами до 10 мкм.

Безбумпна інтеграція (Bumpless Interconnect) дозволяє використання з'єднань через наскрізні кремнієві отвори (TSV) без застосування традиційних металевих мікробумпів. Це дозволило розмістити значно більше електричних контактів на обмеженій площі.

Мультимасштабний термічний аналіз - нова методика симуляції для точної оцінки теплових навантажень із роздільною здатністю 1 мкм за 100 мільйонами розрахункових точок.

Завдяки безбумпній архітектурі та високій точності позиціювання чипів, платформа BBCube здатна забезпечити до 16 разів вищу сукупну пропускну здатність у межах тієї ж площі з'єднання порівняно з традиційними рішеннями на мікробумпах, зберігаючи при цьому високу якість сигналу.

Окрім цього, науковці розв'язали проблему перегріву щільно упакованої електроніки. Використання спеціальної структури кремнієвої пластини (waffle wafer structure) дозволило знизити тепловий опір приблизно на 52%.

«Розміщуючи чипи ближче один до одного та з'єднуючи їх без традиційних бумпів, ми можемо значно збільшити обсяг даних, що передаються, без втрати якості сигналу», - підкреслив професор Норіо Чуджо.

Зазначено, об'єднання трьох інновацій у єдиний технологічний процес дає змогу створювати компактніші, швидші та енергоефективніші системи для високопродуктивних обчислень (HPC) та прискорювачів штучного інтелекту майбутнього. Вчені продовжують роботу над подальшим удосконаленням платформи для її наступної комерціалізації.