Европейская инициатива NanoIC, координируемая исследовательским центром imec, объявила о выпуске первых в своём роде комплектов разработки технологических процессов (PDK), предназначенных для создания межсоединений нового поколения в полупроводниковых системах. Новые инструменты разработаны в рамках пилотной линии NanoIC и ориентированы на ускорение инноваций в области микросхем, выходящих за пределы технологического уровня 2 нм.
Представленные PDK включают два ключевых решения для передовой упаковки: комплект для тонкошагового перераспределительного слоя (fine-pitch redistribution layer, RDL) и набор для гибридного соединения кристалла с пластиной (die-to-wafer, D2W). Они предназначены для университетов, стартапов, исследовательских лабораторий и промышленных компаний, которым требуется ранний доступ к инструментам проектирования высокоплотных систем на базе чиплетной архитектуры.
Развитие современных вычислительных систем всё чаще опирается на гетерогенные конструкции, где несколько специализированных кристаллов объединяются в единую высокопроизводительную систему. В таких архитектурах именно технология корпусирования и межсоединений определяет уровень пропускной способности, энергоэффективности и масштабируемости. Передовая упаковка превращается из вспомогательного этапа производства в ключевой элемент архитектуры микросхем, позволяющий создавать новые поколения процессоров, ускорителей искусственного интеллекта и платформ для обработки больших данных.
Первый из представленных инструментов — PDK для тонкошагового RDL — предлагает новый подход к формированию высокоплотных соединений между чипами на полимерных подложках. Традиционно такие подложки ограничивали минимальную ширину проводников, что сдерживало применение технологии в высокопроизводительных системах. Разработанная imec технология позволяет формировать линии шириной и промежутками до 1,3 микрометра, а шаг микробамп-контактов может достигать всего 20 микрометров. По оценкам разработчиков, подобные межсоединения способны увеличить скорость обмена данными между кристаллами примерно на 40 процентов и снизить энергозатраты на передачу одного бита до 15 процентов при использовании интерфейсов типа UCIe. Это делает технологию перспективной для широкого круга задач — от автомобильной электроники до высокопроизводительных вычислений и будущих архитектур графических процессоров.
Второй комплект разработки связан с технологией гибридного соединения D2W, которая позволяет формировать сверхплотные трёхмерные соединения между кристаллами. В отличие от традиционных методов, использующих медные микробамп-контакты, гибридное соединение формирует прямые оксид-к-оксиду связи между CMOS-кристаллом и интерфейсом корпуса. Такой подход устраняет паразитные электрические эффекты, характерные для бамп-соединений, и позволяет создавать более энергоэффективные каналы передачи данных с высокой пропускной способностью. Благодаря этому технология особенно интересна для систем искусственного интеллекта, высокопроизводительных вычислительных платформ и современных GPU-архитектур.
По словам представителей imec, текущая версия PDK является исследовательской и предназначена для раннего этапа проектирования. Она включает правила компоновки, проверку проектных ограничений, а также инструменты для автоматизированной и пользовательской трассировки соединений. В дальнейшем комплекты будут постепенно развиваться до полноценных наборов, поддерживающих полный цикл разработки микросхем с возможностью вывода проекта на производство (tape-out) непосредственно на пилотной линии NanoIC.
В imec отмечают, что запуск новых комплектов делает организацию первой в мире, предоставляющей открытый доступ к PDK для межсоединений такого уровня интеграции. Появление этих инструментов должно ускорить разработку чиплетных систем следующего поколения и дать исследователям возможность проверять архитектурные идеи не только в моделировании, но и на реальном кремнии.
С выпуском новых наборов число доступных PDK в рамках проекта NanoIC достигло пяти. Ранее инициатива уже представила инструменты для проектирования логики и памяти, включая комплекты для технологических узлов N2 и A14, а также eDRAM. Теперь к ним добавляются решения для межсоединений, формируя более полный инструментарий для разработки микросхем, ориентированных на эпоху технологий за пределами 2 нм. Для разработчиков также запланирован специализированный семинар, посвящённый работе с новыми PDK, который пройдёт 27 мая 2026 года.