大家好，這里是老上光顯微鏡知識課堂，在這里你可以學(xué)到所有關(guān)于顯微鏡知識，好的，請看下面文章： 近50年來，隨著的穆爾定律預(yù)測，集成電路上的晶體管密度每兩年增加一倍。
    
     這意味著像英特爾、AMD或高通這樣的芯片制造商每兩年就絞盡腦汁，試圖將兩倍數(shù)量的晶體管擠入同等尺寸的芯片中，這樣我們就可以年復(fù)一年地使用功能更強(qiáng)大、處理速度更快的計算機(jī)芯片。
    
     為了在芯片中容納更多的晶體管，這些制造商已經(jīng)將芯片內(nèi)部的晶體管陣列設(shè)計成與城市網(wǎng)絡(luò)一樣復(fù)雜。因此，晶體管被設(shè)計成越來越小，并且它們越來越接近也就不足為奇了。
    
     例如，英特爾的Broadwell處理器在2014年推出，將部件之間的距離縮小到14納米。這個距離大約是1個普通A4紙張厚度的1110000。
    
     芯片設(shè)計和布局如此復(fù)雜，芯片制造商面臨著一個難題：如何在不破壞芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下觀察芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)畢竟，只有通過觀察芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制造商才能確保完成的芯片結(jié)構(gòu)正是他們所期望的。
    
     瑞士Paul Sherrer研究所（PSI）的研究人員已經(jīng)找到了解決這個問題的可行方案。在這篇發(fā)表在《自然》雜志上的文章中，他們使用了一種叫做層疊衍射X射線計算機(jī)斷層掃描（CDX-CT）的技術(shù)來制作英特爾芯片的三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
    
     疊加衍射成像是一種不依賴透鏡來恢復(fù)衍射圖像中相位的成像方法。簡言之，研究人員在旋轉(zhuǎn)芯片上照射一束X射線，然后通過計算機(jī)程序分析不同角度的芯片的衍射圖案。在芯片內(nèi)部構(gòu)造的三維結(jié)構(gòu)。
    
     在這項研究中，PSI的研究人員先后測試了兩個芯片，一個是PSI自己開發(fā)的，使用110納米的ASIC工藝，另一個是Intel公司的奔騰G3230處理器，采用22納米工藝，離最現(xiàn)代的14納米工藝只有一步之遙。
    
     利用這種技術(shù)，研究人員獲得了高達(dá)14.6納米的分辨率，成功地恢復(fù)了兩個芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。令我們高興的是，他們可以清楚地看到芯片內(nèi)部的晶體管和內(nèi)部電路。
    
     但在此之前，大部分芯片的內(nèi)部檢測依賴于掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡來觀察探針。這兩種傳統(tǒng)方法需要像剝洋蔥一樣，工人需要耐心地逐層去除芯片的上部電路，以便最后揭示了芯片內(nèi)部晶體管的形狀，這是一種費(fèi)時費(fèi)力的方法，更令人不滿的是，它不可避免地破壞了芯片的三維結(jié)構(gòu)。
    
     如前所述，隨著芯片越來越集成，芯片中晶體管層的數(shù)量不斷增加，并且內(nèi)部電路的實際厚度有時可能高達(dá)10微米。一個接一個地變得不可持續(xù)。對于已經(jīng)打包的計算機(jī)芯片，這兩種手段是無能為力的。
    
     一位來自普渡大學(xué)的電子愛好者在電腦芯片上砸了一個大洞，想弄清楚里面是什么，就像核桃一樣。
    
     與前兩者相比，研究人員開發(fā)的疊層衍射成像技術(shù)還有很長的路要走，這項技術(shù)具有X射線的兩個特點：高穿透率和高分辨率。
    
     此外，在芯片檢測的應(yīng)用中，該技術(shù)具有傳統(tǒng)電子顯微鏡無法實現(xiàn)的兩個優(yōu)點：一是避免了芯片結(jié)構(gòu)的破壞，二是避免了由于切割不準(zhǔn)確而引起的圖像失真。
    
     然而，鑒于目前的情況，從實際應(yīng)用來看，這項技術(shù)仍然缺乏一些東風(fēng)。
    
     為了得到更好的成像結(jié)果，研究人員使用了瑞士同步輻射源（SSR）的高相干輻射X射線，該輻射源附在PSI上。即使在世界上，類似的同步輻射設(shè)備也很少。
    
     另一方面，這項研究也花了很多時間。研究人員不僅花費(fèi)了24小時完成層疊衍射實驗，而且還花費(fèi)了24小時對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
    
     但是領(lǐng)導(dǎo)這項研究、同時也是論文主要作者的Mirko Holler在文章中說，使用更多的計算機(jī)、改進(jìn)實驗設(shè)備和X射線源進(jìn)行實驗需要千分之一的時間。
    
     更有挑戰(zhàn)性的是，的摩爾定律促使芯片制造商年復(fù)一年地推出更小的晶體管。在這種情況下，用來觀察芯片的放大鏡還需要有自己的摩爾定律，以避免在競爭中落得太遠(yuǎn)。
    
     在目前的形勢下，芯片制造商已經(jīng)占了上風(fēng)。在本研究中，Molk Holler獲得的更高分辨率約為14.6納米。盡管這個數(shù)字是顯著的，但是英特爾公司開發(fā)的最新一代處理器芯片已經(jīng)進(jìn)入了10納米工藝門檻。
    
     在任何情況下，莫克等。在芯片無損檢測領(lǐng)域，研究會留下大量的墨水，隨著該技術(shù)的發(fā)展，也許在不久的將來，對芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢測不再是錘式銷售。
    
     反之，當(dāng)把芯片放入類似的器件時，可以看到芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。從這個意義上說，芯片的設(shè)計似乎是透明的。
    
     同時，對于芯片制造商來說，這種技術(shù)的出現(xiàn)無疑會對行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，通過檢測芯片內(nèi)部的制造缺陷，制造商可以采取更嚴(yán)格的質(zhì)量控制和質(zhì)量管理政策。
    
     此外，人們可以使用這種技術(shù)來確認(rèn)集成電路設(shè)計，了解其內(nèi)部功能，優(yōu)化其生產(chǎn)過程，并識別可能的失效機(jī)制。
    
     從消費(fèi)者的角度來看，這種技術(shù)也是值得關(guān)注的。近來，硬件安全越來越成為一個重要的話題。尤其對于國防和軍事工業(yè)，如果能夠使用這種技術(shù)，他們就能確認(rèn)是否有任何惡意的硬件。在可能竊取秘密的芯片里面，所謂的硬件木馬。畢竟，一個被粉碎的芯片是沒有用的。
    
     今天，芯片無損檢測的發(fā)展還不成熟，但瑞士保羅·謝勒研究所的科學(xué)家為未來真正透明的芯片開辟了一條新的道路。
    
     1、霍勒先生等。集成電路的高分辨率無損三維成像技術(shù)（543）（2017）：402-407
    
     2。http://www. psi.CH/Media/3-D-X射線成像-計算機(jī)-芯片的詳細(xì)描述
    
     4、http://blog。
    
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