In 1965 het Intel se medestigter, Gordon Moore, geformuleer wat "Moore se Wet" geword het. Vir meer as 'n halfeeu het dit bestendige winste in geïntegreerde stroombaan (IC) prestasie en dalende koste ondersteun – die fondament van moderne digitale tegnologie. Kortom: die aantal transistors op 'n mikroskyfie verdubbel rofweg elke twee jaar.
Jare lank het vordering daardie kadens gevolg. Nou verander die prentjie. Verdere krimping het moeilik geword; kenmerkgroottes is tot net 'n paar nanometer gedaal. Ingenieurs loop te kampe met fisiese beperkings, meer komplekse prosesstappe en stygende koste. Kleiner geometrieë verlaag ook opbrengste, wat hoëvolumeproduksie moeiliker maak. Die bou en bedryf van 'n toonaangewende fabriek vereis enorme kapitaal en kundigheid. Baie voer dus aan dat Moore se Wet besig is om stoom te verloor.
Daardie verskuiwing het die deur oopgemaak vir 'n nuwe benadering: skyfietjies.
'n Skyfie is 'n klein matrys wat 'n spesifieke funksie verrig—in wese 'n sny van wat voorheen een monolitiese skyfie was. Deur verskeie skyfie in 'n enkele pakket te integreer, kan vervaardigers 'n volledige stelsel saamstel.
In die monolitiese era was alle funksies op een groot matrys geleë, so 'n defek enige plek kon die hele skyfie skrap. Met skyfies word stelsels gebou van "bekende goeie matrys" (KGD), wat opbrengs en vervaardigingsdoeltreffendheid dramaties verbeter.
Heterogene integrasie – die kombinasie van chips wat op verskillende prosesnodusse en vir verskillende funksies gebou is – maak skyfies besonder kragtig. Hoëprestasie-rekenaarblokke kan die nuutste nodusse gebruik, terwyl geheue- en analoogstroombane op volwasse, koste-effektiewe tegnologieë bly. Die resultaat: hoër prestasie teen laer koste.
Die motorbedryf stel veral belang. Groot motorvervaardigers gebruik hierdie tegnieke om toekomstige SoC's in voertuie te ontwikkel, met massa-aanvaarding wat na 2030 gemik is. Chiplets laat hulle toe om KI en grafika meer doeltreffend te skaal terwyl opbrengste verbeter word – wat beide werkverrigting en funksionaliteit in motorhalfgeleiers verhoog.
Sommige motoronderdele moet aan streng funksionele veiligheidsstandaarde voldoen en maak dus staat op ouer, bewese nodusse. Intussen vereis moderne stelsels soos gevorderde bestuurdershulp (ADAS) en sagteware-gedefinieerde voertuie (SDV's) baie meer rekenaarkrag. Skyfieskyfies oorbrug daardie gaping: deur veiligheidsklas-mikrobeheerders, groot geheue en kragtige KI-versnellers te kombineer, kan vervaardigers SoC's vinniger aanpas by elke motorvervaardiger se behoeftes.
Hierdie voordele strek verder as motors. Chiplet-argitekture versprei na KI, telekommunikasie en ander domeine, wat innovasie oor industrieë versnel en vinnig 'n pilaar van die halfgeleier-padkaart word.
Chiplet-integrasie hang af van kompakte, hoëspoed-chip-tot-chip-verbindings. Die sleutelfaktor is die tussenvoegsel – 'n tussenlaag, dikwels silikon, onder die chips wat seine soos 'n klein stroombaanbord roeteer. Beter tussenvoegsels beteken stywer koppeling en vinniger seinuitruiling.
Gevorderde verpakking verbeter ook kraglewering. Digte skikkings van klein metaalverbindings tussen die chipse bied ruim paaie vir stroom en data, selfs in beknopte ruimtes, wat hoëbandwydte-oordrag moontlik maak terwyl beperkte verpakkingsarea doeltreffend benut word.
Vandag se hoofstroombenadering is 2.5D-integrasie: die plasing van verskeie chips langs mekaar op 'n tussenstuk. Die volgende sprong is 3D-integrasie, wat chips vertikaal stapel met behulp van deur-silikon vias (TSV's) vir selfs hoër digtheid.
Die kombinasie van modulêre skyfie-ontwerp (wat funksies en stroombaantipes skei) met 3D-stapeling lewer vinniger, kleiner en meer energie-doeltreffende halfgeleiers. Die saamvoeg van geheue en berekening lewer enorme bandwydte aan groot datastelle – ideaal vir KI en ander hoëprestasie-werkladings.
Vertikale stapeling bring egter uitdagings mee. Hitte versamel makliker, wat termiese bestuur en opbrengs bemoeilik. Om dit aan te spreek, ontwikkel navorsers nuwe verpakkingsmetodes om termiese beperkings beter te hanteer. Tog is momentum sterk: die konvergensie van skyfies en 3D-integrasie word wyd beskou as 'n ontwrigtende paradigma – gereed om die fakkel te dra waar Moore se Wet ophou.
Plasingstyd: 15 Okt-2025