3D IC

3D IC

அறிமுகம்

மூன்று பரிமாண ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் (3D ICs) என்பது ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் (Integrated Circuits - ICs) தயாரிப்பில் ஒரு புரட்சிகரமான முன்னேற்றமாகும். வழக்கமான 2D IC வடிவமைப்பில், மின் கூறுகள் (electronic components) ஒரு தட்டையான மேற்பரப்பில் அடுக்கப்பட்டிருக்கும். ஆனால் 3D IC தொழில்நுட்பத்தில், பல அடுக்குகளாக மின் கூறுகள் ஒன்றின் மேல் ஒன்றாக அடுக்கப்பட்டு, செங்குத்தாக இணைக்கப்படுகின்றன. இது செயல்திறனை அதிகரிப்பதுடன், சாதனங்களின் அளவைக் குறைக்கவும் உதவுகிறது. பைனரி ஆப்ஷன்ஸ் சந்தையில் வேகமான மற்றும் துல்லியமான முடிவுகளை எடுக்க உதவும் அதிநவீன கணினி அமைப்புகளை உருவாக்க இது வழி வகுக்கிறது.

3D ICக்களின் அவசியம்

தற்போதுள்ள தொழில்நுட்பத்தில், மூரின் விதி (Moore's Law) மெதுவாக முடிவுக்கு வருகிறது. அதாவது, சிப்களில் (chips) உள்ள டிரான்சிஸ்டர்களின் எண்ணிக்களை இரட்டிப்பாக்குவது கடினமாகி வருகிறது. இதனால், செயல்திறனை அதிகரிக்க வேறு வழிகளைத் தேட வேண்டிய நிலை ஏற்பட்டுள்ளது. 3D IC தொழில்நுட்பம் இதற்கு ஒரு சிறந்த தீர்வாக அமைகிறது.

• செயல்திறன் அதிகரிப்பு: குறுகிய பாதைகள் காரணமாக சிக்னல் தாமதம் குறைகிறது.
• சக்தி திறன் மேம்பாடு: குறைந்த தூரம் சிக்னல் பயணிக்க வேண்டியிருப்பதால், மின் நுகர்வு குறைகிறது.
• அளவு குறைப்பு: பல அடுக்குகளை அடுக்கி வைப்பதால், ஒட்டுமொத்த சாதனத்தின் அளவு குறைகிறது.
• உயர் அலைவரிசை (High Bandwidth): அதிக நினைவக அலைவரிசை மற்றும் வேகமான தரவு பரிமாற்றம் சாத்தியமாகிறது.

3D ICக்களின் வகைகள்

3D ICக்களை உருவாக்க பல்வேறு தொழில்நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவற்றில் முக்கியமானவை பின்வருமாறு:

• ஸ்டாக்டு டை (Stacked Die) : இந்த முறையில், ஏற்கனவே உருவாக்கப்பட்ட சிப்கள் ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக அடுக்கப்பட்டு, தரூ-சிலிகான் வயாஸ் (Through-Silicon Vias - TSVs) மூலம் இணைக்கப்படுகின்றன. இது மிகவும் பிரபலமான முறையாகும்.
• வைர் பாண்டிங் (Wire Bonding) : பழைய தொழில்நுட்பம் என்றாலும், சில பயன்பாடுகளில் இன்னும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதில், தங்க கம்பிகள் மூலம் சிப்கள் இணைக்கப்படுகின்றன.
• ஃப்ளிப் சிப் (Flip Chip) : சிப்பின் அடிப்பகுதி மேல்நோக்கி திருப்பி, சில்லுடன் இணைக்கப்படுகிறது.
• வேஃபர் பாண்டிங் (Wafer Bonding) : இரண்டு வேஃபர்கள் (wafers) நேரடியாக ஒன்றோடு ஒன்று ஒட்டப்பட்டு இணைக்கப்படுகின்றன.

3D ICக்களின் கட்டமைப்பு

3D ICக்களின் அடிப்படை கட்டமைப்பு பின்வருமாறு அமையும்:

1. அடிப்படை அடுக்கு (Base Layer) : இது பொதுவாக நினைவகம் (Memory) அல்லது செயலி (Processor) போன்ற முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டிருக்கும். 2. இடைநிலை அடுக்குகள் (Interlayer) : இவை சிக்னல் மற்றும் சக்தி பரிமாற்றத்திற்கான இணைப்புகளை கொண்டிருக்கும். 3. மேல் அடுக்கு (Top Layer) : இதுவும் முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டிருக்கலாம் அல்லது பாதுகாப்பு அடுக்காக செயல்படலாம். 4. தரூ-சிலிகான் வயாஸ் (TSVs) : இவை செங்குத்து இணைப்புகளை உருவாக்குவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

3D ICக்களின் அடுக்குகள்

அடுக்கு	செயல்பாடு
அடிப்படை அடுக்கு	முக்கிய கூறுகள் (செயலி, நினைவகம்)
இடைநிலை அடுக்கு	சிக்னல் மற்றும் சக்தி பரிமாற்றம்
மேல் அடுக்கு	முக்கிய கூறுகள் அல்லது பாதுகாப்பு

3D IC தயாரிப்பு செயல்முறை

3D IC தயாரிப்பு என்பது ஒரு சிக்கலான செயல்முறையாகும். இதன் முக்கிய படிகள் பின்வருமாறு:

1. சிப் வடிவமைப்பு (Chip Design) : 3D கட்டமைப்பிற்கு ஏற்றவாறு சிப் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். 2. வேஃபர் தயாரிப்பு (Wafer Fabrication) : ஒவ்வொரு அடுக்கிற்கும் தேவையான வேஃபர்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. 3. TSV உருவாக்கம் (TSV Formation) : லேசர் அல்லது எச்சிங் (etching) மூலம் TSVகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. 4. சிப் அடுக்கல் (Chip Stacking) : சிப்கள் ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக அடுக்கப்படுகின்றன. 5. இணைப்பு (Bonding) : TSVகள் மற்றும் பிற இணைப்பு முறைகள் மூலம் சிப்கள் இணைக்கப்படுகின்றன. 6. பரிசோதனை மற்றும் பேக்கேஜிங் (Testing and Packaging) : இறுதி தயாரிப்பு பரிசோதிக்கப்பட்டு பேக்கேஜ் செய்யப்படுகிறது.

3D ICக்களின் பயன்பாடுகள்

3D IC தொழில்நுட்பம் பல்வேறு துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அவற்றில் சில:

• மொபைல் சாதனங்கள் (Mobile Devices) : சிறிய அளவு மற்றும் அதிக செயல்திறன் காரணமாக, மொபைல் போன்கள் மற்றும் டேப்லெட்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• கணினி நினைவகம் (Computer Memory) : HBM (High Bandwidth Memory) போன்ற அதிவேக நினைவக தொழில்நுட்பங்களில் 3D IC பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• செயற்கை நுண்ணறிவு (Artificial Intelligence) : AI மற்றும் இயந்திர கற்றல் (Machine Learning) பயன்பாடுகளுக்கான செயலிகளை உருவாக்க உதவுகிறது.
• உயர் செயல்திறன் கணினி (High-Performance Computing) : சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்கள் மற்றும் தரவு மையங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• விண்வெளி மற்றும் பாதுகாப்பு (Aerospace and Defense) : கடுமையான சூழ்நிலைகளில் செயல்படும் நம்பகமான மின்னணு சாதனங்களை உருவாக்க உதவுகிறது.
• மருத்துவ சாதனங்கள் (Medical Devices) : சிறிய மற்றும் சக்திவாய்ந்த மருத்துவ உபகரணங்களை உருவாக்க உதவுகிறது.

3D ICக்களின் சவால்கள்

3D IC தொழில்நுட்பம் பல நன்மைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், சில சவால்களும் உள்ளன:

• உயர் உற்பத்தி செலவு (High Manufacturing Cost) : 3D IC தயாரிப்பு மிகவும் சிக்கலானது மற்றும் அதிக செலவு பிடிப்பது.
• வெப்ப மேலாண்மை (Thermal Management) : பல அடுக்குகளில் வெப்பம் சேர்வதால், வெப்பத்தை திறம்பட வெளியேற்றுவது கடினம்.
• சோதனை சிக்கல்கள் (Testing Challenges) : 3D ICக்களை சோதனை செய்வது மிகவும் கடினம், ஏனெனில் ஒவ்வொரு அடுக்கையும் தனித்தனியாக சோதிக்க வேண்டும்.
• வடிவமைப்பு சிக்கல்கள் (Design Complexity) : 3D கட்டமைப்பை வடிவமைப்பது 2D வடிவமைப்பை விட மிகவும் சிக்கலானது.
• நம்பகத்தன்மை (Reliability) : TSVகள் மற்றும் பிற இணைப்புகளின் நம்பகத்தன்மை ஒரு கவலையாக உள்ளது.

பைனரி ஆப்ஷன்ஸ் சந்தையில் 3D ICக்களின் தாக்கம்

பைனரி ஆப்ஷன்ஸ் சந்தையில், அதிநவீன அல்காரிதம்கள் (Algorithms) மற்றும் உயர் அதிர்வெண் வர்த்தகம் (High-Frequency Trading - HFT) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தும் நிறுவனங்களுக்கு 3D ICக்கள் முக்கியமானவை. 3D ICக்கள் அதிக கணினி சக்தியையும், குறைந்த தாமதத்தையும் வழங்குவதால், வர்த்தகர்கள் வேகமான மற்றும் துல்லியமான முடிவுகளை எடுக்க முடியும். இது சந்தையில் போட்டித்தன்மையை அதிகரிக்க உதவுகிறது.

• சந்தை பகுப்பாய்வு (Market Analysis) : 3D ICக்கள் பெரிய அளவிலான தரவுகளை விரைவாக பகுப்பாய்வு செய்ய உதவுகின்றன.
• ஆபத்து மேலாண்மை (Risk Management) : சிக்கலான ஆபத்து மாதிரிகளை உருவாக்கவும், நிர்வகிக்கவும் உதவுகின்றன.
• வர்த்தக வேகம் (Trading Speed) : வேகமான வர்த்தக முடிவுகளை எடுக்க உதவுகின்றன.
• நிகழ்நேர தரவு (Real-time Data) : நிகழ்நேர சந்தை தரவுகளை விரைவாகப் பெற உதவுகின்றன.

எதிர்கால போக்குகள்

3D IC தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து வளர்ச்சியடைந்து வருகிறது. எதிர்காலத்தில் எதிர்பார்க்கப்படும் சில முக்கிய போக்குகள்:

• மோனோலித்திக் 3D IC (Monolithic 3D IC) : ஒரே வேஃபரில் பல அடுக்குகளை உருவாக்குவது.
• ஹைபிரிட் பாண்டிங் (Hybrid Bonding) : பல்வேறு வகையான இணைப்பு முறைகளை ஒருங்கிணைப்பது.
• புதிய பொருட்கள் (New Materials) : சிலிகானுக்கு பதிலாக புதிய பொருட்களைப் பயன்படுத்துவது.
• AI-உதவி வடிவமைப்பு (AI-assisted Design) : செயற்கை நுண்ணறிவைப் பயன்படுத்தி 3D IC வடிவமைப்பை மேம்படுத்துவது.
• குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் (Quantum Computing) : குவாண்டம் கணினிகளுக்கான 3D ICக்களை உருவாக்குவது.

தொடர்புடைய இணைப்புகள்

1. ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் 2. மூரின் விதி 3. சிப் 4. நினைவகம் 5. செயலி 6. தரூ-சிலிகான் வயாஸ் 7. HBM (High Bandwidth Memory) 8. செயற்கை நுண்ணறிவு 9. உயர் அதிர்வெண் வர்த்தகம் 10. அல்காரிதம்கள் 11. வேஃபர் 12. எச்சிங் 13. ஃப்ளிப் சிப் 14. வைர் பாண்டிங் 15. வேஃபர் பாண்டிங் 16. சக்தி திறன் 17. அலைவரிசை 18. வெப்ப மேலாண்மை 19. சந்தை பகுப்பாய்வு 20. ஆபத்து மேலாண்மை 21. மோனோலித்திக் 3D IC 22. ஹைபிரிட் பாண்டிங் 23. குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் 24. டேட்டா சென்டர் 25. விண்வெளி தொழில்நுட்பம்

முடிவுரை

3D IC தொழில்நுட்பம், மின்னணுவியல் துறையில் ஒரு முக்கியமான முன்னேற்றமாகும். இது செயல்திறனை அதிகரிப்பதுடன், சாதனங்களின் அளவைக் குறைக்கவும் உதவுகிறது. பைனரி ஆப்ஷன்ஸ் சந்தை போன்ற அதிவேக சந்தைகளில் வெற்றிபெற இது ஒரு முக்கிய கருவியாக இருக்கும். இருப்பினும், உற்பத்தி செலவு மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை போன்ற சவால்களை சமாளிக்க வேண்டியது அவசியம்.

இப்போது பரிவர்த்தனையை தொடங்குங்கள்

IQ Option-ல் பதிவு செய்யவும் (குறைந்தபட்ச டெபாசிட் $10) Pocket Option-ல் கணக்கு திறக்கவும் (குறைந்தபட்ச டெபாசிட் $5)

எங்கள் சமூகத்தில் சேருங்கள்

எங்கள் Telegram சேனலுக்கு சேர்ந்து @strategybin பெறுங்கள்: ✓ தினசரி பரிவர்த்தனை சமிக்ஞைகள் ✓ சிறப்பு உத்திகள் மற்றும் ஆலோசனைகள் ✓ சந்தை சார்ந்த அறிவிப்புகள் ✓ தொடக்க அடிப்படையிலான கல்வி பொருட்கள்