بیا با هم یه کم درباره سیستم‌های سه‌بعدی حرف بزنیم. شاید برات جالب باشه بدونی که این ایده سیستم‌های سه‌بعدی چیز خیلی جدیدی نیست، ولی این روزا هرچی ساخت قطعات کوچیک‌تر و ریزتر (همون چیزی که با لیتوگرافی انجام میدن، یعنی رسم مدارها روی چیپ‌ها) سخت‌تر میشه، همه بیشتر به این سمت میان که از سه‌بعدی کردن استفاده کنن.
داستان اینه که با تکنیک‌های سه‌بعدی، میشه تراکم قطعات رو توی یه چیپ خیلی بیشتر کرد، چیزی شبیه “قانون مور” (یه قانونی که میگه تعداد ترانزیستورها توی هر چیپ هر چند سال دو برابر میشه). توی این روش‌ها، نه‌تنها همه چیز رو جمع و جورتر کنار هم می‌ذارن، بلکه حتی ساختن اون سیم‌های کوچولو که بهشون میگن “ویا” (via – یعنی مسیرهایی که بخش‌های مختلف چیپ رو به هم وصل می‌کنن) هم راحت‌تر شده.
البته قضیه فقط یه طرفه نیست و مشکلات خودش رو هم داره. مثلاً، هرچی تراکم بالاتر بره، قدرت یا گرمای تولیدشده هم بیشتر میشه. این یعنی ممکنه چیپ‌هات داغ‌تر بشن و کنترل خنک‌سازی‌شون سخت‌تر شه.
اما یکی از چیزای باحال سه‌بعدی اینه که طراحی مدار و قطعه‌ها فقط روی یه سطح نباید باشه، حالا باید توی چند لایه مختلف همزمان بچینی. این‌جا بهش میگن “vertical integration”، یعنی قطعه‌هارو عمودی روی هم بچینیم و همه باید باهم هماهنگ باشن تا کل مجموعه درست کار کنه. برای اینکه این داستان خوب پیش بره، جای قرار گرفتن مدارها، ویاها و حتی بخش‌های بزرگتر مثل “ماکرو”ها (macro – بلوک‌های بزرگتر مثل حافظه یا پردازنده) توی هر لایه باید با هم دیگه تطابق داشته باشه. بعد که اونا رو روی هم سوار کردی، همه باید سر جای خودشون باشن.
البته این وسط یه نکته خیلی مهم وجود داره: هر لایه باید جداجدا هم قابل آزمایش باشه. یعنی قبل اینکه همه رو سوار هم کنی، هر سلایس یا بخش رو می‌تونی تست و عیب‌یابی کنی که یه وقت مثلا مشکلی داشته باشه، بعداً توی کل سیستم گم نشه! بعدش که همه رو به هم چسبوندی، باید بتونی راحت محصول نهایی رو هم تست کنی تا کارکردش مطمئن باشه و خرابی کمتر بشه (به این میگن “yield” که یعنی چند درصد محصولات سالم از خط تولید در میان).
برای اینکه بتونی حداکثر استفاده رو از تکنولوژی سه‌بعدی ببری، اول باید بدونی هرکدوم چه مزیت‌هایی دارن (البته تحقیق‌کننده‌های دیگه حسابی درباره این مزایا نوشتن!). بعدش باید دقیقاً بشینی و بشمری چه جاهایی طراحی، سر هم کردن (assembly) و حتی تست کردن این سیستم‌ها می‌تونه دردسر درست کنه.
تو کل، سیستم‌های سه‌بعدی دارن آینده دنیای چیپ و قطعه‌های الکترونیکی رو عوض می‌کنن، کلی پتانسیل باحال دارن، ولی مثل هر تکنولوژی جدید، چالش‌ها و نکات خاص خودشون رو دارن که باید حواسمون بهشون باشه!
منبع: +
