GlobalFoundries（GF）は今週、12nm FinFETプロセスを用いて高性能3D Armチップをテープアウトしたと発表しました。GFは、これらの高密度3Dチップにより、「AI/ML（人工知能と機械学習）やハイエンドのコンシューマー向けモバイルおよびワイヤレスソリューションなどのコンピューティングアプリケーションにおいて、新たなレベルのシステムパフォーマンスと電力効率を実現する」と考えています。
3Dチップの競争
このテストチップは、GFの12nm Leading-Performance（12LP）FinFETプロセスと、Armの3Dプレーンメッシュインターコネクト技術を用いて製造されました。これにより、チップのコア数増加への拡張が容易になり、コア間でのデータ転送もより直接的に行えます。最終的には、データセンター、エッジコンピューティング、ハイエンドコンシューマー向けアプリケーションにおいて、レイテンシの低減とデータ転送速度の向上を実現します。
「ビッグデータとコグニティブコンピューティングの時代において、先進的なパッケージングはこれまで以上に大きな役割を果たしています。AIの活用と、電力効率が高く高スループットな相互接続へのニーズが、先進的なパッケージングを通じたアクセラレータの成長を牽引しています」と、GFのプラットフォーム担当チーフテクノロジスト、ジョン・ペレリン氏は声明で述べています。
Armのような革新的なパートナーと協力し、ロジックのスケーリング、メモリ帯域幅、RF性能に最適化された様々なノード技術を小型フォームファクターに統合できる高度なパッケージングソリューションを提供できることを大変嬉しく思います。この取り組みにより、高度なパッケージングに関する新たな知見が得られ、両社のお客様がより効率的に、包括的で差別化されたソリューションを開発できるようになります。
両社は、GFのハイブリッド・ウェーハ・ツー・ウェーハ接合技術を用いて、3Dテスト設計（DFT）手法を検証しました。GFによると、この技術は1mm²あたり最大100万個の3D接続を可能にし、高い拡張性を実現し、12nm 3Dチップの長寿命化を約束します。
Armは、3Dチップへの関心を示した最新のチップIP企業の一つです。Intelは昨年、3Dチップスタッキングの研究について発表しました。AMDも、自社チップ上にDRAMとSRAMを3Dスタッキングする構想を語り、もちろん、フラッシュNAND企業は数年前から3Dメモリチップの開発に取り組んでいます。業界は、そう遠くない将来に向けて3Dチップの開発に注力しているようです。
ノードシュリンクで遅れをとるGF、3Dチップに注力
GFは最近、Zen 2チップ向けにAMDに約束していた7nmプロセスを完成させることができないことを明言せざるを得なくなりました。これは両社の10年にわたる関係に大きな影響を及ぼしました。AMDは依然としてGFの顧客ですが、規模は以前よりはるかに小さくなっています。
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ムーアの法則が減速し、プロセスノードの微細化がますます困難かつ高価になっているため、GFは将来に向けて自らを変革する必要に迫られています。顧客が毎年より高性能なチップの製造を求め続ける中、3Dチップ製造への移行はGFにとって重要な存在であり続けるための鍵となるでしょう。
12nmプロセスはより安定しているため、新しい7nmプロセスで発生する可能性のあるあらゆる問題を心配することなく、3D平面でのチップ開発を開始することが容易になるはずです。しかし、TSMC、Samsung、IntelがGFよりもはるかに小さなノードで3Dチップを開発できるようになるのは時間の問題です。そうなれば、GFは「旧来の技術」を用いた高付加価値3Dチップの製造に注力し続ける必要があるでしょう。
ルシアン・アルマスは、Tom's Hardware USの寄稿ライターです。ソフトウェア関連のニュースやプライバシーとセキュリティに関する問題を取り上げています。
