東京科学大学 総合研究院
WOWアライアンス異種機能集積研究ユニット
(大場隆之研究室)
世界的に急増するデータセンター(DC)は、膨大な電力を消費し、各国のエネルギー需給を逼迫させる深刻な社会課題となっています。この DC の消費電力を抜本的に削減できる技術として、WOWアライアンスが推進する三次元集積システム「BBCubeTM」が注目されています。
WOWアライアンスでは、平面微細化の次世代となる三次元集積技術を極限まで小型化し、システム全体をウエハ積層で製造する新しいアーキテクチャを実現しました。世界最薄となる 10 µm ウエハをダマシン配線で上下接続する技術を開発し、バンプ電極を使用しない BBCubeTMは、Tech Extension社の試作ラインで実用化が進んでいます。
300 mm ウエハを用いた WOW(Wafer-on-Wafer)および COW(Chip-on-Wafer)は、既存の前工程と高い互換性を持ち、シームレスな製造が可能です。これにより、製造コストの大幅な削減が期待されます。さらに、新たに開発したワッフルウエハにより、チップレット向け COW でもバンプレスのダマシン配線が可能となり、異種機能デバイスの高密度三次元化を実現します。WOW と COW を統合した BBCube 3D では、従来比で最大 1/1000 の低消費電力化が可能です。
WOWアライアンスは、半導体技術の急速な進展に対応するため、40社以上の半導体関連企業と連携し、多様な研究開発プログラムを展開しています。市場ニーズがシステム化へと移行する中、アライアンスは回路・電源・熱設計に加え、プロセス、装置、材料、分析、計測技術を包括的に支える半導体プラットフォームを提供し、次世代の高効率コンピューティング基盤の創出に貢献しています。
ユニット・リーダー 大場 隆之 Professor Takayuki Ohba
大場 隆之 Profile
1984年 富士通株式会社
2004年 東京大学特任教授
2013年 東京工業大学特任教授
台灣國立陽明交通大學(NYCU)客員教授
工学博士(東北大学1995年)
Tokyo Tech WOW Alliance
3-micronmeter Ultra-Thinnig 300mm SDRAM
Tokyo Tech WOW Alliance
3-micronmeter Ultra-Thinnig 300mm SDRAM
3DIプロセス技術
WOWアライアンスが持つ超薄化技術、垂直配線技術で半導体の三次元集積を行い、従来よりも高性能・低消費電力である次世代半導体を実現する。またサーバーなどの大規模演算デバイスだけでなく、半導体を搭載するあらゆるデバイスシステムが1/1000となる超小型化を加速させる。
3DI設計及びアーキテクチャ
3次元実装
低容量、低インダクタンス、低熱抵抗といったBBCubeの優れた電気特性、熱特性を活かした3DIアーキテクチャおよび設計技術を提案し、HPC/AI向けからセンサ一体エッジ向けまでの幅広いデバイスで、高性能化、低消費電力化、小型化を加速させる。
3DI冷却技術
超小型冷却デバイスを三次元積層半導体と組み合わせることで冷却機構を簡素化させ、IoT機器やモバイルデバイスの小型化に応用する。またミリワットからキロワットを冷却する熱設計を行っている。
ワイドバンドギャップ半導体
ワイドバンドギャップ半導体を用いたパワーデバイスにおいて、材料科学からシステムデバイス応用まで幅広い観点でグリーンイノベーションを促進し、実用化技術としての確立を推進する。特に、低コストエピ膜形成技術、先進的放熱技術に着目し、三次元集積技術との統合による発展を目指す。