Le due ragioni principali sono la resa e il calore.

Resa.Ogni volta che esegui una fase del processo, ottieni meno del 100% di perfezione.Supponiamo che tu ottenga il 99% di perfezione per passaggio.In un processo con 20 passaggi, scenderai all'82%.In un processo con 1000 passaggi, si ridurrebbe a 43 ppm, 43 build riuscite per ogni milione di wafer avviato.

Calore.I nostri progetti esistenti sono già limitati dalla velocità con cui possiamo estrarre il calore dal fondo dello stampo.Quindi né l'opportunità di generare più calore, né l'opportunità di generare quel calore più lontano da dove può essere dissipato, è di alcuna utilità per noi.

Detto questo, ci sono alcuni dispositivi che si stanno sviluppando nella terza dimensione, unendo insieme diversi wafer finiti, il che mitiga il problema del rendimento.Quei wafer impilati tendono ad essere memoria, che non usa nulla come la potenza di una CPU, il che mitiga il problema del calore.

La rimozione del calore è il problema.

Alcuni chip hanno già una densità energetica maggiore di un reattore nucleare.

Considera un asciugacapelli: 1.500 watt con una ventola air_blast per raffreddare le bobine di tungsteno.E le bobine si illuminano di rosso opaco.

Ma cosa ne ricaveresti?

1. Il numero di transistor per mm² di maschera che ottieni sarebbe sempre lo stesso, avresti solo più maschere
2. L'allineamento di più maschere è molto più difficile, più maschere devono essere allineate.
3. Probabilmente avrai bisogno di più strati di interconnessione aggiuntivi per ogni strato di transistor aggiuntivo
4. Creare una connessione tra i livelli è più faticoso che creare una connessione all'interno di un livello.
5. La dissipazione del calore sarebbe peggiore

I transistor sono molto più facili da realizzare sullo strato inferiore, perché la struttura tradizionale comprende strutture "n-well" o "p-well".

Inoltre: Planarisation.

Lo strato inferiore del "substrato" è lucidato meccanicamente con un grado di planarità molto elevato.Gli strati successivi sulla parte superiore vengono incisi e depositati, ma ogni volta è tutt'altro che perfetto.Esiste il rischio che la somma degli errori causi un mancato allineamento delle caratteristiche su un "grumo" della superficie.

Ci sono 2 ragioni principali:

1. Dissipazione del calore: richiede una superficie di contatto. Quella superficie trasferisce il calore dalla CPU al sistema di raffreddamento. Se è 3D, diventa estremamente difficile evacuare il calore dagli strati inferiori poiché la superficie di contatto sarebbe significativamente inferiore a quella necessaria per sostenere il trasferimento termico.

2. Rendimenti: in molti casi comunque sono bassi. Quando nVidia stava provando la GTX 285 / 295s avevano rendimenti iniziali inferiori al 2% e dopo la stabilizzazione del processo erano ancora inferiori al 10%. Ciò significava che dovevano tagliare parti del chip per ottenere carte di classe inferiore dalla rimanente parte buona. E questo con un processo 2D standard che era appena sovradimensionato. Provare a mettere qualsiasi cosa in 3D avrebbe rendimenti ancora inferiori se ignorassimo la parte riscaldante.

Inoltre, adattare completamente il processo fab (supponendo che tutto il resto vada bene) non è qualcosa che molti sarebbero disposti ad andare avanti mentre c'è di più dalla tecnologia attuale.

HBM Memory è riuscita a fare le cose in pile. Non è realmente 3D, è stato chiamato 2.5D perché ha solo pochi strati ed è una soluzione costosa. La dimensione del pacchetto è grande e comporta problemi di gestione termica (anche se il calore generato è significativamente inferiore rispetto alle CPU). L'avanzata tecnologia di confezionamento dei chip che collega verticalmente gli stampi di chip DRAM utilizzando elettrodi che penetrano negli stampi spessi micron attraverso fori microscopici è venuta in soccorso in questo caso.

Il fatto è che gli scienziati di oggi non capiscono perché le cose si surriscaldano anche quando vengono applicate energie specifiche per ottenere un risultato specifico.

È tutto merito del potenziale energetico quantistico ottenere il capovolgimento di un transistor (sovraccarico / sottocarico) che non possono perfezionare a causa delle forze universali che agiscono sul tuo chip anche se è schermato, le forze stanno ancora interagendo con questi potenziali, queste interazioni sono meglio indovinate nella migliore delle ipotesi e non sembrano tenere conto del loro pensiero, lo spreco di energia viene emesso da tutti gli assi della geometria e non direttamente lungo il percorso di minor resistenza, anche le armoniche della sostanza l'energia è il trascinamento non è perfetto geometricamente, ma questo è solo un altro problema.

Sto divagando, l'impilamento 3D richiederebbe raccoglitori di rifiuti intermedi che assorbono l'energia di scarto dal chip invece di estrarre passivamente i rifiuti.

Pensa a ogni transistor come sovraccarico di fluttuazioni nel tempo che provocano un'emissione come una centrale elettrica quando si rompe uno spinterometro, l'energia deve andare da qualche parte prima che la connessione si interrompa alla prima connessione ma poiché non lo è, il transistor provoca un'emissione che irradia l'energia sotto forma di calore a causa dello schianto spontaneo di energia di scarto che cerca di innescare il transistor ma non può e quindi viene riflesso o l'energia continua a entrare in collisione con la geometria della cpu fino a quando non è fuori energia e ogni volta che riflette si rompe emettendo calore ..

Il trucco è avere un'elaborazione a cascata come una pila di carte in un triangolo, ogni naso in quella piramide di carte viene tracciato dall'inizio alla fine e l'energia rimanente verrebbe scaricata su un altro processore che è lì solo per RIEMPIRE IL RICHIESTE di assorbire l'eventuale energia di scarto.

Il motivo per cui desideri che un altro processore raccolga l'energia di scarto è perché l'energia deve dissiparsi e funzionare in modo naturale, il percorso di minor resistenza avviene su molte scale e forme, il tempismo è molto importante, più veloce è il tuo orologio, piùtempo devi giocare con l'energia che hai.