突破半導體極限！日本研發革命性3D晶片堆疊技術

日本東京科學研究院團隊成功開發出一項創新的3D晶片整合技術「BBCube」，透過三維堆疊運算架構，將處理單元直接配置在動態隨機存取記憶體(DRAM)堆疊上方，有望徹底改變現有半導體技術的限制。

這項突破性研究在2025年IEEE第75屆電子元件與技術會議(ECTC)上發表，由東京科學研究院整合研究所WOW Alliance異質與功能整合單位的特別任命教授中條紀男、大庭孝之等人主導。研究團隊開發出三項關鍵技術，包括精準高速的晶圓級封裝製程、新型黏著材料，以及創新的供電架構。

研究團隊首先開發出「晶圓面朝下封裝」(COW)製程，採用噴墨技術和選擇性黏著塗佈方法，成功在300毫米晶圓上實現間距僅10微米、裝載時間少於10毫秒的多種尺寸晶片連續接合。中條教授表示：「我們在晶圓上完成了超過3萬顆不同尺寸晶片的封裝，不僅提高接合速度，更實現零脫落的高良率。」

為解決超薄晶圓多層堆疊的熱穩定性問題，團隊特別研發出一款名為DPAS300的新型黏著材料。這種有機-無機混合結構材料展現出優異的黏著性和耐熱性，可同時應用於COW和晶圓對晶圓(Wafer-on-Wafer)製程。

最後，團隊採用3D xPU-on-DRAM架構配合新型供電通道設計，在xPU與DRAM之間嵌入電容器、在晶圓上實施重新分佈層，並在晶圓通道和DRAM切割線中設定矽穿孔，成功將資料傳輸能耗降低至傳統系統的1/5至1/20，同時將供電雜訊抑制在50毫伏以下。

這項技術突破不僅能滿足人工智慧和高效能運算對於高記憶體頻寬、低功耗的需求，更為下一代運算架構開創全新可能。從智慧電視、筆記型電腦到智慧手錶，這項創新技術將持續推動電子裝置的革新發展。

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