ATI tidlig ute med X-arkitektur

[G]

nix feil. se mitt innlegg over edit: men klart alt materiale isolerer noe. Hovedproblemet med å stable mange transistorer oppå enannen er (foruten det produksjonstekniske som krever "høvling" og liming av mange wafere oppå enannen) at varmeutviklingen per mm^2 blir svært høy om en ikke er nøye med hva en bruker transistorene til. DRAM og SRAM er f.eks ikke veldig energikrevende.

 

Innos: motorvei? hvor?

Tror det kuttes i tynne skiver i en omgang, men jeg vet ikke hvordan de får platene så plane. Kanskje det må igjennom en slags planings-prosess etter kuttingen.

 

Tykkelsen bør vel også være lik over hele wafer'en. Tror neppe de limer noe som helst wafer'e på hverandre. Det er nok heller noen slags belegg som blir tilført som igjen blir etset bort (det gjelder kanskje bare enkle ett lags printplater). Men hvordan det påføres flere lag oppå det "etsede" første laget er jeg ikke sikker på. Er ikke sikker på noe av dette faktisk. De får det nå til.

 

Alt på en liten firkant kuttet ut av en wafer plate.

[Simen1]

G: Mye av det stemmer bra med det jeg vet. Waferene sages fra en stor bolt som er typisk 20 eller 30 tommer i diameter. De sages ut med veldig tynne ståltråder som er smurt med vann og diamantpasta. En wafer er f.eks 0,5 mm tykk og rund.

 

Hver av disse platene går videre i produksjonen og blir utsatt for en rekke ultrarene gasser i riktig rekkefølge for å påføre tynne sjikt av oksid, eller andre stoffer i spesielle kammere. Waferene "belyses" med lys eller elektronstråler (jeg er litt usikker her) med ett visst månster. Belysningen er som eksponering av film, der det endrer kjemien i overflatesjiktet. Så går den inn i neste kammer og utsettes for gass igjen. Denne gangen etses det ut et mønster. Så påføres det et nytt sjikt, posisjoneres så man treffer riktig, belyses, etses osv. til alle lagene er på plass.

 

Hele denne prosessen gjøres på hele wafere. Kuttingen til riktig brikkestørrelse skjer helt til slutt.

 

Men en ting jeg er usikker på er hvordan brikken festes til substratet og hvordan substratet lages. På orginale pentium ser man rett inn på overflaten av kjernen om man åpner prosessoren. Derfra får det ørsmå ledninger i små buer fra ganske "store" punkter brikken til substratet. Jeg antar at nye CPU'er har brikken rettet andre veien inn mot sudstratet og at det er en slags BGA-teknikk som brukes for å feste de til substratet men det vet jeg ikke hvordan gjøres.

 

Edit: Et bilde av en pentium 90 MHz som jeg åpnet:

Endret 16. juni 2005 av Simen1

[Codename_Paragon]

Wafere sages opp fra en monokrystallinsk "boule", som kan være på størrelse med et menneske. Skivene kuttes med diamant og poleres, vanligvis på en side.

 

Litt usikker på hva du mener med å feste brikken til substratet; brikken er substratet, som igjen er oppsagde firkanter av en wafer.

 

En bruker fotolitografi (typisk UV-lys) til å definere områder der en etser ut, diffunderer inn eller pådamper opp lag. Mønsteret oppstår i selve waferen før den sages opp.

 

Elektronstrålelitografi brukes ekseperimentelt og til helt spesielle ting, men teknikken er så langsom at etter det jeg vet brukes den lite i industriell skala.

 

Kontaktering fra chip til "chip carrier" kan gjøres på mange måter, bl.a. tape-bonding og ultralydssveising av tynne gull- eller aluminiumstråder. Drømmen er å kunne legge chipper rett på hovedkort ("flip chip"), men det er ikke helt rett frem annet enn til helt spesialisert bruk.

 

X-routing er ikke ny, dette har vært under utvikling i noen år. Verktøystøtten er ikke triviell, hverken for utlegg eller simulering. RF-interferens er kanskje også et problem å simulere. I tillegg er det en stor kunst å lage faseskiftmasker til fotolitografien, mulig X-ruting kan gi problemer her.

 

Selv om det høres revolusjonerende ut, er gevinsten ikke tilsvarende enorm, mulig den totale kost/nytte-balansen har vært i disfavør til nå.

 

Konstruktøren står relativt fritt til å velge lag, men det er endel prosesser rundt slik design. I tillegg brukes ekstra lag til spesialisering av halvfabrikata: standard halvfabrikata lages og lagers. Kunder definerer sluttfunksjonalitet som implementeres ved å legge på de siste 2 metalliseringslagene på halvfabrikata, og fullfører til produkt på den måten.

[Anders Jensen]

Men en ting jeg er usikker på er hvordan brikken festes til substratet og hvordan substratet lages.

hæ? substrat === wafer silisiumet!

 

Trenger vel ikke feste det mer nøye enn å legge på toppen av brikka i tynne lag på noen få nm for så å bake de inn på nesten 1200 grader C. Skulle holde i massevis. Overkill vil jeg kalle det om poenget var å få feste

 

btw de bruker lys på 193nm til en del av maskene. mulig det er tatt i bruk kortere bølgelengde på noen prosessteg nå. Husker ikke i farta og det er litt sent så jeg gidder ikke google.

Endret 16. juni 2005 av Anders Jensen

[Simen1]

Ups, jeg har vist missforstått noe av terminologien her..

 

Det jeg mente var hvordan man fester brikka til den "plata" som pinnene er montert på. Og hvordan denne "plata" lages. Er det det samme som et kretskort med mange lag? Og hvordan lages de keramiske "platene"?

[Anders Jensen]

Både Intel og AMD bruker vel et nokså standard PCB i dag. Festingen skjer vel med lodding eller liming. Siste er vel vanligst i dag. Da må kontaktpunktene være forhøyet slik at de kan få godt feste uten lim imellom. finnes også teknikker for å brike elektrisk ledende lim, men det må påføres kun på kontaktpunktene. Etter sølet rundt CPU brikkene å dømme er ikke dette tilfellet.

 

Vet at Intel går med planer om å bygge opp den plata under i en prosess som kan sammenlignes med en svært grov versjon av den teknikken som brukes for å legge metalledere på selve chipen. foreløpig er kost/nytteverdi forholdet ut til å være dårlig. De har i allefall anntydet om utsettelse.

Endret 17. juni 2005 av Anders Jensen

[Codename_Paragon]

@Simen1: Det finnes mengder av kapseltyper med tildels forskjellige festemetoder. I noen tilfeller settes den nakne chippen på et rammeverk, automatbondere kobler tynne tråder fra chip til en metallstuss som står i forbindelse med et ben. Tilslutt støpes det hele inn i plast.

 

Der en bruker arrayer (f.eks. BGA), har en et sprederkort med loddekuler under og (vanligvis) feste til chip på oversiden. Chippen er limt til sprederkortet, og chippen kontakteres med tråder eller tape bonding til festepunkter på sprederkortet.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Chip_carriers

http://www.asat.com/products/array/images/...ltbga_cross.gif

 

@Anders Jensen: litt usikker på hva du mener med festing, for å holde chippen på plass eller for å kontaktere?

 

Når det gjelder elektrisk ledende lim, er det også mulig med anisotropisk ledende lim, usikker på hvor stor strøm den kan tåle. Den kan påføres over det hele, ikke bare kontaktpunktene, det gjør det adskillig enklere.

[Simen1]

Takk for god info begge to og gode linker

 

"Anisotropisk ledende lim", er det sånt lim som inneholder monodisperse ledende partikler? (Partikler med nøyaktig lik størrelse og som på grunn av forhøyninger på underlagert kun vil gi elektrisk kontakt der hver tilkobling er og ingen kortslutninger mellom gale pinner)

 

Anders jensen: Sølet som er rundt på brikker uten lokk er vel bare noe de smører over for å gjøre kantene mykere og mindre skarpe slik at brikken får litt "støtdemping" og ikke knekker så lett når man kommer borti med andre harde ting som f.eks en kjøleribbe.

Endret 17. juni 2005 av Simen1

[Codename_Paragon]

"Anisotropisk ledende lim" trenger ikke å bruke monodisperse partikler, men etter det jeg vet kan det være en fordel. Du finner en presentasjon av dette hos Conpart.

[G]

Montro om underlaget for waferen leder varmen godt bort, eller om de har beregnet at den nesten kun skal gå til CPU kjøleribbe ? Det er kanskje vanskelig å bli kvitt varmen noe steds den veien. Kanskje de kan utvikle teknikker for å lage bedre varmeledning på undersiden for å komme varmeproblemet litt til livs.

[Codename_Paragon]

Varmeavledning er blant de aller største utfordringene som er når det gjelder design og valg av kapseltype. En ønsker å spre varmen effektivt, men samtidig å unngå at kapslene er for store, og dette går ikke alltid bra sammen.

 

Det er stor interesse rundt bruk av diamantfilm til å fordele varmen utover.

 

I tillegg er varmeavgivning fra chip via underlag og loddekuler ned til hovedkort en viktig del av varmebudsjettet.

 

Trivia1: for endel år siden oppdaget en at endel chipper ikke særlig pålitelige, men en kunne ikke helt se det var noen feil i elektronikken. Etterhvert viste det seg at selve innkapslingsmaterialet var svakt radioaktivt, og strålingen kunne flippe bits (soft errors) eller rett og slett ødelegge elektronikken (hard errors). Nå passer en nøye på at materialet ikke stråler.

 

Trivia2: for endel år siden brant en japansk fabrikk som var en av de største produsentene av det svarte innkapslingsmaterialet. Siden det da var få leverandører, ble det en liten krise av det.

Endret 17. juni 2005 av Codename_Paragon

[G]

Kunne tynne heatpipes benyttes under wafer, til varmeavledning?

[Codename_Paragon]

Regner med du mener chip og ikke wafer, wafer-scale komponenter har lenge vært en drøm, men ikke realiset etter det jeg vet.

 

Om heatpipes kan brukes rett på chippen er jeg ikke sikker på, chippen er sårbar for mekanisk sjokk, silisium er sprø som glass. Jeg ville tro en trenger et slags oppheng som kan avdempe vibrasjoner fra systemet ellers (f.eks. vifter). Jeg ser ikke bort fra at det er mulig, men lett er det nok ikke.

 

Multi Chip Moduler (MCM) med ukapslede chipper har vært brukt til å realisere tilsvarende et PC-hovedkort, men på et areal på størrelse med et kredittkort (kapsler har ofte 10 ganger så stort areal som chippen de innkapsler), men varme-effekten fordelt på den lille overflaten er et problem. Mulig en heatpipeløsning kan ha noen for seg dersom en realiserer et mer komplett system