Në vitin 1965, bashkëthemeluesi i Intel, Gordon Moore, artikuloi atë që u bë "Ligji i Moore". Për më shumë se gjysmë shekulli, ai mbështeti rritjet e qëndrueshme në performancën e qarqeve të integruara (IC) dhe rënien e kostove - themeli i teknologjisë moderne dixhitale. Shkurt: numri i transistorëve në një çip dyfishohet afërsisht çdo dy vjet.
Për vite me radhë, progresi ndiqte atë kadencë. Tani pamja po ndryshon. Tkurrja e mëtejshme është bërë e vështirë; madhësitë e karakteristikave kanë rënë në vetëm disa nanometra. Inxhinierët po përballen me kufizime fizike, hapa më komplekse të procesit dhe kosto në rritje. Gjeometritë më të vogla gjithashtu ulin rendimentet, duke e bërë prodhimin me vëllim të lartë më të vështirë. Ndërtimi dhe operimi i një fabrike të përparuar kërkon kapital dhe ekspertizë të jashtëzakonshme. Prandaj, shumë argumentojnë se Ligji i Moore-it po humbet vrull.
Ky ndryshim i ka hapur derën një qasjeje të re: çipletet.
Një çiplet është një matricë e vogël që kryen një funksion specifik - në thelb një pjesë e asaj që dikur ishte një çip monolit. Duke integruar çiplete të shumta në një paketë të vetme, prodhuesit mund të montojnë një sistem të plotë.
Në epokën monolitike, të gjitha funksionet mbijetonin në një matricë të madhe, kështu që një defekt kudo mund ta shkatërronte të gjithë çipin. Me çipletet, sistemet ndërtohen nga "matricë e njohur për përdorim të mirë" (KGD), duke përmirësuar ndjeshëm rendimentin dhe efikasitetin e prodhimit.
Integrimi heterogjen - kombinimi i matricave të ndërtuara në nyje të ndryshme procesi dhe për funksione të ndryshme - i bën çipletet veçanërisht të fuqishme. Blloqet llogaritëse me performancë të lartë mund të përdorin nyjet më të fundit, ndërsa qarqet e memories dhe analoge qëndrojnë në teknologji të pjekura dhe me kosto efektive. Rezultati: performancë më e lartë me kosto më të ulët.
Industria e automobilave është veçanërisht e interesuar. Prodhuesit kryesorë të automjeteve po i përdorin këto teknika për të zhvilluar SoC-të e ardhshme në automjete, me synimin për t'u përdorur masivisht pas vitit 2030. Çipletet i lejojnë ata të shkallëzojnë inteligjencën artificiale dhe grafikën në mënyrë më efikase, duke përmirësuar njëkohësisht rendimentet, duke rritur si performancën ashtu edhe funksionalitetin në gjysmëpërçuesit e automobilave.
Disa pjesë automobilistike duhet të plotësojnë standarde të rrepta të sigurisë funksionale dhe kështu mbështeten në nyje më të vjetra dhe të provuara. Ndërkohë, sistemet moderne si asistenca e avancuar e shoferit (ADAS) dhe automjetet e përcaktuara nga softueri (SDV) kërkojnë shumë më tepër llogaritëse. Çipletet e mbushin këtë boshllëk: duke kombinuar mikrokontrollues të klasit të sigurisë, memorie të madhe dhe përshpejtues të fuqishëm të inteligjencës artificiale, prodhuesit mund t'i përshtatin SoC-të sipas nevojave të secilit prodhues automobilash - më shpejt.
Këto avantazhe shtrihen përtej automjeteve. Arkitekturat e çipleteve po përhapen në inteligjencën artificiale, telekomunikacion dhe fusha të tjera, duke përshpejtuar inovacionin në të gjitha industritë dhe duke u bërë shpejt një shtyllë e udhërrëfyesit të gjysmëpërçuesve.
Integrimi i çipleteve varet nga lidhjet kompakte dhe me shpejtësi të lartë, të tipit die-to-die. Mundësuesi kryesor është ndërhyrësi - një shtresë e ndërmjetme, shpesh silikon, poshtë matricave që drejton sinjalet shumë si një qark i vogël. Ndërhyrës më të mirë nënkuptojnë bashkim më të ngushtë dhe shkëmbim më të shpejtë të sinjaleve.
Paketimi i avancuar përmirëson gjithashtu shpërndarjen e energjisë. Matricat e dendura të lidhjeve të vogla metalike midis matricave ofrojnë shtigje të bollshme për rrymën dhe të dhënat edhe në hapësira të ngushta, duke mundësuar transferim me gjerësi të lartë brezi, ndërkohë që shfrytëzojnë në mënyrë efikase zonën e kufizuar të paketimit.
Qasja kryesore e sotme është integrimi 2.5D: vendosja e shumë matricave krah për krah në një ndërfaqës. Hapi tjetër është integrimi 3D, i cili i grumbullon matricat vertikalisht duke përdorur via përmes silikonit (TSV) për dendësi edhe më të lartë.
Kombinimi i dizajnit modular të çipave (duke ndarë funksionet dhe llojet e qarqeve) me grumbullimin 3D jep gjysmëpërçues më të shpejtë, më të vegjël dhe më efikasë në energji. Vendosja e përbashkët e memories dhe e fuqisë kompjuterike ofron gjerësi bande të madhe për grupe të mëdha të dhënash - ideale për inteligjencën artificiale dhe ngarkesa të tjera pune me performancë të lartë.
Megjithatë, grumbullimi vertikal sjell sfida. Nxehtësia grumbullohet më lehtë, duke e ndërlikuar menaxhimin termik dhe rendimentin. Për ta adresuar këtë, studiuesit po përparojnë metoda të reja paketimi për të trajtuar më mirë kufizimet termike. Megjithatë, momenti është i fortë: konvergjenca e çipleteve dhe integrimi 3D shihet gjerësisht si një paradigmë shkatërruese - e gatshme të mbajë pishtarin aty ku ndalet Ligji i Moore-it.
Koha e postimit: 15 tetor 2025