去年三星在 SEDEX 2022 上,就介紹了一種稱爲 "BSPDN(背面供電網絡)" 的技術,用于未來的 2nm 芯片上。據稱,2nm 工藝應用 BSPDN,經過後端互聯設計和邏輯優化,可以解決 FSPDN 造成的前端布線堵塞問題,将性能提高 44%,功率效率提高 30%。
據 The Elec報道,三星最近在 VLSI 研讨會上,公布了最新的 BSPDN 研究成果。三星還解釋了 BSPDN 如何提高電能的利用率,并解決互聯瓶頸和成本等問題,同時還有 BSPDN 所面臨的技術挑戰,比如拉伸應力會導緻金屬層與 TSV 電極(矽通孔)分離,需要降低 TSV 的高度或加寬其寬度來解決這一問題。
三星表示,BSPDN 相比 FSPDN(前端供電網絡)的面積減小了 14.8%,具體來說,三星在兩個 Arm 電路中分别實現了 10.6% 和 19% 的面積縮減,以及縮短了 9.2% 的布線長度。面積減小的好處是,有更多的空間添加晶體管,從而提高整體性能。布線長度縮短可以降低電阻,允許更大的電流通過,減少了功率的損失,從而改善功率傳輸。新的 BSPDN 方法還沒有被三星的晶圓代工廠所采用,且三星也并非第一個開發背面供電技術的企業,不過是第一個公開創新方法結果。
近期英特爾也介紹了開發中的 PowerVia 技術,計劃在 Intel 20A 制程節點首次引入。這是英特爾獨有的、業界首個背面供電網絡,通過消除晶圓正面供電布線需求來優化信号傳輸。按照英特爾的說法,背面供電可以讓晶體管供電的路徑變得非常直接,可以減少信号串擾,降低功耗,将平台電壓降低優化 30%。另一方面,背面供電解決了晶體管尺寸不斷縮小帶來的互連瓶頸,實現了 6% 的頻率增益和超過 90% 的标準單元利用率。