Möglichkeiten und Herausforderungen moderner 3D-Systeme

Zusammenfassung

Funktionsumfang, Größe und Preis eines Smartphones veranschaulichen die technologische Entwicklung, die in der Mikroelektronik in den vergangenen Jahren stattgefunden hat. Grundlage dafür war vor allem die System-on-Chip (SoC) Technologie, die es erlaubte, immer mehr Funktionen in einer einzelnen integrierten Schaltung zu realisieren. Durch die gleichzeitige Verkleinerung der Prozessstrukturen konnte die Fläche eines Schaltkreises trotz steigender Transistorzahlen konstant gehalten werden. Mit aktuellen Halbleitertechnologien ist das Potenzial der Strukturverkleinerung weitgehend ausgeschöpft. Besonders analoge Schaltungen, die in modernen Systemen zur Ansteuerung von Sensoren und zur Kommunikation mit der Umgebung benötigt werden, lassen sich nicht weiter verkleinern. Deshalb wird neben dem SoC seit einigen Jahren ein alternativer Integrationsansatz entwickelt, der es ermöglicht, mehrere integrierte Schaltkreise (ICs) in einem gemeinsamen Gehäuse zu integrieren. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Halbleitertechnologien auf engstem Raum zu einem System zusammenfügen. Das ist besonders vorteilhaft, wenn ein System sehr unterschiedliche Funktionen erfüllen muss, oder wenn es aufgrund seiner Komplexität nicht mehr wirtschaftlich als IC gefertigt werden kann.