La compañía TSMC ha presentado su nueva tecnología Wafer-on-Wafer (WOW), una forma de apilamiento 3D para obleas de silicio. La nueva técnica puede conectar chips en dos obleas de silicio usando conexiones a través de silicio vía (TSV), actuando de manera similar a la tecnología NAND 3D actual.

Esta técnica es diferente a lo que vemos hoy en día con un poco de silicio multi-die, que tiene múltiples troqueles montados uno arriba del otro sobre un intercalador o usando la tecnología EMIB de Intel. La tecnología WoW de TSMC puede conectar dos matrices directamente y con un mínimo de transferencia de datos gracias a la pequeña distancia entre los chips, creando silicio que ofrece altos niveles de rendimiento y una huella más pequeña en general.
Tenga en cuenta que esta nueva tecnología se llama Wafer-on-Wafer die-on-die, esta técnica apila silicio mientras todavía está dentro de su oblea original, ofreciendo ventajas y desventajas.

La ventaja aquí es que esta tecnología puede conectar dos obleas de troqueles a la vez. Imagine un método alternativo en el que conectamos troqueles individuales de la misma manera, ofreciendo mucha menos paralelización dentro del proceso de fabricación y la posibilidad de mayores costos finales.

Con la tecnología Wafer-on-Wafer, el problema surge cuando fallas en cada capa se fusionan con chips activos en la segunda capa, lo que reduce el rendimiento general. Este problema impide que esta tecnología sea viable para el silicio que aún no ofrece altos rendimientos en base a oblea por oblea. Idealmente, los rendimientos de los chips deberían ser del 90% o más para usar la tecnología Wafer-on-Wafer de TSMC.

Otro problema potencial se produce cuando dos piezas de silicio que producen calor se apilan unas encima de otras, creando una situación en la que la densidad del calor podría convertirse en un factor limitante para el silicio apilado. Esta preocupación térmica hace que los chips conectados a WoW sean más adecuados para el silicio de baja potencia, donde el calor es un problema menor.

                An illustration of two cores stacked together using the wafer on wafer technique.

Actualmente, TSMC fabrica tarjetas gráficas tanto para AMD como para Nvidia, así como también el silicio utilizado para las principales consolas de juegos, lo que le da a esta tecnología el potencial de mejorar una amplia gama de productos futuros. La única pregunta que queda es la viabilidad de este proceso cuando se usa con componentes de alta potencia.

La conectividad directa de die-to-die de la tecnología WoW permite que el silicio se comunique excepcionalmente rápido y con latencias mínimas, lo que abre la posibilidad de creación de chips donde dos matrices se pueden interconectar con pocas desventajas.