Die beiden Hauptgründe sind Ertrag und Hitze.

Ausbeute.Jedes Mal, wenn Sie einen Prozessschritt ausführen, erhalten Sie weniger als 100% Perfektion.Angenommen, Sie erhalten 99% Perfektion pro Schritt.In einem Prozess mit 20 Schritten wären Sie auf 82% gesunken.In einem Prozess mit 1000 Schritten wären Sie auf 43 ppm gesunken, 43 erfolgreiche Builds für jede Million gestarteter Wafer.

Hitze.Unsere bestehenden Konstruktionen sind bereits dadurch begrenzt, wie schnell wir dem Boden der Matrize Wärme entziehen können.Daher ist für uns weder die Möglichkeit, mehr Wärme zu erzeugen, noch die Möglichkeit, diese Wärme weiter entfernt von dem Ort zu erzeugen, an dem sie abgeführt werden kann, von wirklichem Nutzen.

Diese sagen, es gibt einige Geräte, die sich in der 3. Dimension aufbauen und mehrere fertige Wafer miteinander verbinden, was das Ertragsproblem mindert.Bei diesen gestapelten Wafern handelt es sich in der Regel um Speicher, die nicht die Leistung einer CPU verbrauchen, wodurch das Wärmeproblem gemindert wird.

Wärmeabfuhr ist das Problem.

Einige Chips haben bereits eine höhere Energiedichte als ein Kernreaktor.

Betrachten Sie einen Haartrockner ---- 1.500 Watt mit einem Air_blast-Lüfter, um die Wolframspulen zu kühlen.Und die Spulen leuchten matt rot.

Aber was würden Sie davon bekommen?

1. Die Anzahl der Transistoren pro mm² Maske, die Sie erhalten, ist immer noch gleich. Sie hätten nur mehr Masken
2. Die Ausrichtung mehrerer Masken ist umso schwieriger, je mehr Masken ausgerichtet werden müssen.
3. Sie benötigen wahrscheinlich mehrere zusätzliche Verbindungsschichten für jede zusätzliche Transistorschicht
4. Das Herstellen einer Verbindung zwischen Ebenen ist aufwändiger als das Herstellen einer Verbindung innerhalb einer Ebene.
5. Wärmeableitung wäre schlechter
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Transistoren sind in der unteren Schicht viel einfacher herzustellen, da die traditionelle Struktur "n-Well" - oder "p-Well" -Strukturen umfasst.

Auch: Planarisierung.

Die untere "Substrat" -Schicht wird mechanisch auf einen sehr hohen Grad an Ebenheit poliert.Nachfolgende Schichten oben werden geätzt und abgeschieden, aber jedes Mal ist es nicht perfekt.Es besteht die Gefahr von Fehlern, die dazu führen, dass Features auf einem "Klumpen" in der Oberfläche nicht richtig ausgerichtet werden.

Es gibt zwei Hauptgründe:

1. Wärmeableitung - dies erfordert Kontaktfläche. Diese Oberfläche überträgt Wärme von der CPU auf das Kühlsystem. Wenn es sich um 3D handelt, wird es extrem schwierig, Wärme aus den Unterschichten abzuleiten, da die Kontaktfläche erheblich geringer wäre als zur Aufrechterhaltung des Wärmeübergangs erforderlich.

2. Erträge - sie sind in vielen Fällen sowieso niedrig. Als nVidia die GTX 285/295 ausprobierte, hatten sie Anfangsausbeuten von unter 2% und nach Prozessstabilisierung lagen sie immer noch unter 10%. Das bedeutete, dass sie Teile des Chips abschneiden mussten, um aus dem verbleibenden guten Teil Karten der unteren Klasse zu machen. Und das mit einem Standard-2D-Prozess, der nur übergroß war. Der Versuch, etwas in 3D zu bringen, hätte noch geringere Erträge, wenn wir den Heizteil ignorieren würden.

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Darüber hinaus ist eine vollständige Anpassung des Fab-Prozesses (vorausgesetzt, alles andere ist in Ordnung) nicht das, was viele bereit wären, einfach weiterzumachen, während die aktuelle Technologie mehr zu bieten hat.

HBM Memory hat es geschafft, Dinge in Stapeln zu erledigen. Es ist nicht wirklich 3D, es wurde 2.5D genannt, weil es nur wenige Schichten hat und es ist eine teure Lösung. Die Paketgröße ist groß und mit Wärmemanagementproblemen verbunden (selbst wenn die erzeugte Wärme im Vergleich zu CPUs erheblich geringer ist). Die fortschrittliche Chipverpackungstechnologie, die DRAM-Chipchips mithilfe von Elektroden, die die mikrometerdicken Chips durch mikroskopische Löcher durchdringen, vertikal verbindet, hat in diesem Fall Abhilfe geschaffen.

Die Sache ist, dass die Wissenschaftler von heute nicht verstehen, warum es heiß wird, selbst wenn bestimmte Energien angewendet werden, um ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen.

Es ist alles auf das Quantenenergiepotential zurückzuführen, um das Umdrehen eines Transistors (überlastet / unterlastet) zu erreichen, den sie aufgrund universeller Kräfte, die auf Ihren Chip wirken, obwohl er abgeschirmt ist, nicht perfektionieren können. Die Kräfte interagieren immer noch Mit diesen Potentialen sind diese Wechselwirkungen bestenfalls zu erraten und scheinen ihr Denken nicht zu berücksichtigen. Energieverschwendung wird von allen Achsen der Geometrie abgegeben und nicht direkt auf dem Weg des geringsten Widerstands, auch nicht von den Harmonischen der Substanz, die die Energie ist Das Durchlaufen ist geometrisch nicht perfekt, aber das ist nur ein weiteres Problem.

Ich schweife ab, 3D-Stapeln würde Zwischenabfallsammler erfordern, die die Abfällenergie aus dem Chip absorbieren, anstatt den Abfall passiv zu extrahieren.

Stellen Sie sich vor, jeder Transistor wird durch zeitliche Schwankungen überlastet, die beim Aufbrechen einer Funkenstrecke eine Emission wie ein Kraftwerk verursachen. Die Energie muss irgendwohin gehen, bevor die Verbindung bei der ersten Verbindung unterbrochen wird, aber da dies nicht der Fall ist, ist dies der Transistor verursacht eine Emission, die die Energie in Form von Wärme ausstrahlt, aufgrund des spontanen Absturzes von Abfallenergie, die versucht, den Transistor auszulösen, aber nicht kann, und so wird sie reflektiert oder die Energie kollidiert einfach weiter mit der Geometrie der CPU, bis sie leer ist Energie und jedes Mal, wenn sie reflektiert wird, bricht sie zusammen und gibt Wärme ab.

Der Trick besteht darin, eine Trickle-Down-Verarbeitung wie ein Kartenstapel in einem Dreieck durchzuführen. Jede Nase in dieser Kartenpyramide wird von Anfang bis Ende verfolgt, und die verbleibende Energie wird an einen anderen Prozessor abgegeben, der nur zum FÜLLEN da ist ANFORDERUNGEN an die Absorption der Abfallenergie, falls vorhanden.

Der Grund, warum Sie möchten, dass ein anderer Prozessor die Abfallenergie aufnimmt, liegt darin, dass die Energie sich auflösen und auf natürliche Weise arbeiten muss. Der Weg des geringsten Widerstands findet auf vielen Skalen und Formen statt. Das Timing ist sehr wichtig. Je schneller Ihre Uhr ist, desto mehrZeit müssen Sie mit der Energie spielen, die Sie haben.