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A medida que la Ley de Moore vuelve a alcanzar sus límites, múltiples tecnologías, en particular los chips, podrían ser la clave para extenderla por muchos años más.
La Ley de Moore, llamada así por el ex CEO de Intel, Gordon Moore, establece que la cantidad de transistores en un circuito integrado se duplica cada dos años. La predicción se usa ampliamente en la industria de los semiconductores, especialmente para los microprocesadores. Los fabricantes utilizan la “ley” para establecer hojas de ruta y objetivos de I+D.
Para continuar con esta creciente densidad y miniaturización de los semiconductores, parece que han aparecido muchas tecnologías nuevas en los 55 años transcurridos desde que se propuso por primera vez la Ley de Moore.
En el pasado, la fotomáscara o retícula de una oblea limitaba el tamaño máximo de un solo dado. Como resultado, los fabricantes y diseñadores tuvieron que usar múltiples chips para realizar diferentes funciones. Y en muchos casos, han instalado múltiples chips para el mismo propósito, particularmente núcleos de procesador y módulos de memoria.
La integración, especialmente con tecnologías como System on a Chip (SoC), permitió la combinación de varios componentes diferentes. Los SoC permiten una comunicación más rápida entre las piezas, reducen el consumo de energía, mejoran la optimización de la superficie de la oblea, reducen la utilización del espacio físico de la placa y reducen los costos.
Los chiplets podrían agregar otro paso en el rendimiento que extiende la Ley de Moore
Recientemente, James Huang, vicepresidente de I+D de Alchip Technologies, argumentó en la Plataforma de Innovación Abierta 2021 de TSMC que los chipsets y los paquetes avanzados ofrecen una estructura de costos competitiva frente a los SoC monolíticos, al tiempo que mantienen un rendimiento y un consumo de energía comparables.
Huang identificó dos tecnologías que serán fundamentales para los desarrollos de chiplet/empaquetado: una es la combinación de tecnologías 3DFabric y CoWos de TSMC. El otro es APLink Die-to-Die (D2D) I/0 de Alchip.
Los chiplets se refieren a los componentes independientes que forman un gran chip formado por varios troqueles más pequeños. El mayor costo de fabricar nodos de proceso de última generación está revirtiendo la tendencia de integración de SoC. Ahora se está volviendo más ventajoso dividir los componentes en «chiplets» más pequeños para mejorar el rendimiento de cada oblea.
Para que las predicciones de la Ley de Moore sean ciertas, los chiplets deben ofrecer un rendimiento similar al de los SoC.
APLink D2D I/0 de AIchip permite el tráfico de datos de alta velocidad entre múltiples chiplets. APlink 1.0 dirigido al proceso TSMC de 12 nm y APlink 2.0 dirigido al proceso de 7 nm ofrecen velocidades de línea de 1 Gbps y 4 Gbps, respectivamente.
APLink 3.0 se encuentra actualmente en evaluación de los resultados del chip de prueba después de alcanzar su velocidad de línea objetivo de 16 Gbps.
James Huang le dio a la audiencia un vistazo de la hoja de ruta de la compañía cuando mencionó el próximo APLink 4.0 dirigido al proceso de fabricación D2D de 3nm.
APlink 4.0 IP admite orientación norte/sur y este/oeste y orientación PHY simétrica para minimizar la longitud del cable D2D. Su topología de interconexión contará con un bus de E/S síncrono de origen que se ejecuta con voltaje de núcleo estándar. La IP se ejecuta a 12 Tbps por macro PHY, con velocidades de hasta 16 Gbps por línea DQ con solo cinco nanosegundos de latencia. En conjunto, esto conduce a un funcionamiento fiable del sistema.
La clave para hacer realidad el futuro de los chiplets y los envases avanzados es el modelo de negocio flexible de Alchip, que permite a la empresa intervenir en uno de los tres puntos de la cadena de diseño. Esta flexibilidad maximiza tanto la experiencia en ingeniería interna como la compatibilidad con el diseño ASIC.
«Pero lo que alinea esto aún mejor con las necesidades de la innovación tecnológica futura es un modelo de negocios flexible que hace que el futuro sea una realidad», señaló Huang.
Visite www.alchip.com para obtener más información.
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