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Les technos de l'année : des puces vraiment en 3D

Les technos de l'année : des puces vraiment en 3D

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Quelles innovations faut-il retenir de 2013? Découvrez une sélection de la rédaction, issue du dossier de notre édition n°960-961 consacré à 30 technologies incontournables.

Le nombre de transistors dans une même puce ne cesse de croître, ce qui constitue un challenge du point de vue de leur connexion. D'où l'intérêt de miser sur la conception 3D des circuits intégrés, qui permet de densifier les puces et de réduire les temps de connexion. Après une première génération que l'on pourrait qualifier de "2,5 dimensions", la vraie 3D est en passe d'émerger. En effet, les circuits intégrés intègrent une pastille de silicium gravée, collée sur un substrat, raccordée électriquement aux pattes de sortie du circuit par des microfils d'or, le bonding. Le tout est noyé dans une résine formant le packaging. Pour réduire les longueurs, donc les délais de connexion entre les puces, une première approche a été de mettre côte à côte sur un mini substrat en silicium, l'interposeur, deux pastilles de silicium dotées en face arrière de contacts électriques, les micro bump. L'interposeur étant ensuite relié au substrat via le bonding. Cette approche permet d'associer des pastilles de technologies différentes, optimisées pour leur application (analogique, numérique, photonique...) mais présente des limites en termes de surface.

D'où l'idée d'empiler les différentes pastilles de silicium, en reliant de manière indépendante différentes pastilles au substrat via leur propre bonding. On a ainsi vu apparaître des processeurs surmontés de leur mémoire. Pour diminuer encore les longueurs de connexion, on relie directement les différentes pastilles à l'aide de trous métallisés (Through Silicon Via) assurant la connexion interne directe de zones de silicium situées sur des pastilles différentes, sans bonding externe. La première application commerciale est la mémoire Dram DDR3 8 Gbits de Samsung constituée de huit pastilles de 1Gbit connectées via des TSV.

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