Cấp điện mặt sau và xếp chồng 3D

Điện áp cấp vào chip ở các tầng dây xa transistor nhất, rồi đi xuống từng tầng. Lỗ nối là trụ kim loại nối dây tầng này với dây tầng kia. Dòng điện đi qua nhiều lỗ nối và dây mảnh ở tầng dưới. Mỗi đoạn có điện trở, nên điện áp giảm dần dọc đường đi. Điện áp giảm bằng dòng điện nhân điện trở của đường đi. Transistor nhận điện áp nhỏ hơn điện áp cấp, nên chạy chậm hơn. Đường đi càng dài và qua càng nhiều lỗ nối thì mức giảm càng lớn.

Cấp điện mặt sau là đưa dây cấp điện sang mặt đối diện của tấm silicon. Transistor và dây tín hiệu vẫn nằm ở mặt trước, là mặt có mạch. Tấm được dán mặt trước lên một tấm đỡ rồi lật lại. Tấm đỡ giữ tấm silicon cứng vững khi mài. Làm mỏng tấm là mài và khắc bớt lớp silicon dày ở mặt sau. Lớp silicon mỏng thì đường từ mặt sau tới transistor ngắn. Sau đó dây cấp điện được làm trên mặt sau đã lộ ra. Hai loại dây nằm ở hai phía, nên bớt tranh chỗ.

Ở thí nghiệm của ai méc, dây cấp điện mặt sau cần một đường tới transistor. Đường đó là trụ nối xuyên silicon nhỏ, một trụ kim loại xuyên qua lớp silicon mỏng. Nó nhỏ hơn nhiều so với trụ xuyên silicon nối hai chip xếp chồng. Thanh điện chôn là dây cấp điện đặt sâu sát transistor, song song với các hàng ô mạch. Trụ nhỏ chạm vào thanh điện chôn từ mặt sau. Từ thanh điện chôn, điện áp cấp đi tới transistor qua đoạn ngắn. Đường cấp điện ít phải đi qua các tầng dây mảnh ở mặt trước. Đoạn đường ngắn hơn nên mức giảm điện áp nhỏ hơn.

Viện ai méc trình bày thí nghiệm năm hai nghìn không trăm hai mươi hai. Chỉ ai méc dùng thanh điện chôn. Intel công bố Pao Via và công bố dùng nó ở công nghệ mười tám ây. TSMC công bố công nghệ ây mười sáu năm hai nghìn không trăm hai mươi tư. TSMC nêu mốc sản xuất hàng loạt năm hai nghìn không trăm hai mươi bảy. Trước đó hãng nêu nửa sau năm hai nghìn không trăm hai mươi sáu. Intel nêu tần số lớn hơn, TSMC nêu tốc độ lớn hơn hoặc điện năng ít hơn. Mức cải thiện là số do hãng công bố, nên cần kiểm thêm.

Một vấn đề khác nằm ở chỗ nối giữa hai chip xếp chồng. Chỗ nối là các bóng hàn, mỗi bóng hàn mang một đường dữ liệu. Băng thông là lượng dữ liệu truyền qua mỗi giây. Nếu mỗi đường truyền cùng tốc độ thì băng thông tỉ lệ với số đường dữ liệu. Bóng hàn kề nhau quá sát có thể chập vào nhau, nên cần khoảng cách. Vì vậy số đường trên một diện tích mặt chip bị giới hạn. Băng thông nhỏ thì chip này phải chờ dữ liệu từ chip kia.

Mặt mỗi chip có các miếng đồng nằm trong lớp cách điện, được mài phẳng. Hai mặt úp vào nhau sao cho đồng gặp đồng, cách điện gặp cách điện. Sau khi nung, đồng hai chip dính liền nhau. Cách này gọi là liên kết lai đồng đồng, thay cho bóng hàn. Miếng đồng nhỏ và sát hơn bóng hàn, nên cùng diện tích có nhiều đường dữ liệu hơn. Nhờ vậy băng thông giữa các chip xếp chồng lớn hơn.

Tên thế hệ là tên mà hãng đặt cho một công nghệ chế tạo. Ví dụ mười tám ây và ây mười sáu là tên thế hệ. Mỗi hãng tự đặt tên cho thế hệ của mình. Cấp điện mặt sau và liên kết lai là những thay đổi về cấu trúc. Cải thiện đến từ cấu trúc, không chỉ từ việc thu nhỏ transistor. Vì vậy tên thế hệ khó cho biết kích thước thật của transistor. Câu hỏi còn lại là tên thế hệ liên hệ với kích thước thật ra sao.