三星公布最新BSPDN研究成果:与英特尔在背面供电技术领域展开竞争

去年三星在SEDEX 2022上,就介绍了一种称为“BSPDN(背面供电网络)”的技术,用于未来的2nm芯片上。据称,2nm工艺应用BSPDN,经过后端互联设计和逻辑优化,可以解决FSPDN造成的前端布线堵塞问题,将性能提高44%,功率效率提高30%。

据The Elec报道,三星最近在VLSI研讨会上,公布了最新的BSPDN研究成果。三星还解释了BSPDN如何提高电能的利用率,并解决互联瓶颈和成本等问题,同时还有BSPDN所面临的技术挑战,比如拉伸应力会导致金属层与TSV电极(硅通孔)分离,需要降低TSV的高度或加宽其宽度来解决这一问题。

三星表示,BSPDN相比FSPDN(前端供电网络)的面积减小了14.8%,具体来说,三星在两个Arm电路中分别实现了10.6%和19%的面积缩减,以及缩短了9.2%的布线长度。面积减小的好处是,有更多的空间添加晶体管,从而提高整体性能。布线长度缩短可以降低电阻,允许更大的电流通过,减少了功率的损失,从而改善功率传输。新的BSPDN方法还没有被三星的晶圆代工厂所采用,且三星也并非第一个开发背面供电技术的企业,不过是第一个公开创新方法结果。

三星公布最新BSPDN研究成果:与英特尔在背面供电技术领域展开竞争

近期英特尔也介绍了开发中的PowerVia技术,计划在Intel 20A制程节点首次引入。这是英特尔独有的、业界首个背面供电网络,通过消除晶圆正面供电布线需求来优化信号传输。按照英特尔的说法,背面供电可以让晶体管供电的路径变得非常直接,可以减少信号串扰,降低功耗,将平台电压降低优化30%。另一方面,背面供电解决了晶体管尺寸不断缩小带来的互连瓶颈,实现了6%的频率增益和超过90%的标准单元利用率。

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