体视显微镜目镜洞察芯片内部的美丽结构，最新

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 近50年来，随着的穆尔定律预测，集成电路上的晶体管密度每两年增加一倍。
    
     这意味着像英特尔、AMD或高通这样的芯片制造商每两年就绞尽脑汁，试图将两倍数量的晶体管挤入同等尺寸的芯片中，这样我们就可以年复一年地使用功能更强大、处理速度更快的计算机芯片。
    
     为了在芯片中容纳更多的晶体管，这些制造商已经将芯片内部的晶体管阵列设计成与城市网络一样复杂。因此，晶体管被设计成越来越小，并且它们越来越接近也就不足为奇了。
    
     例如，英特尔的Broadwell处理器在2014年推出，将部件之间的距离缩小到14纳米。这个距离大约是1个普通A4纸张厚度的1110000。
    
     芯片设计和布局如此复杂，芯片制造商面临着一个难题：如何在不破坏芯片内部结构的情况下观察芯片的内部结构毕竟，只有通过观察芯片的内部结构，制造商才能确保完成的芯片结构正是他们所期望的。
    
     瑞士Paul Sherrer研究所（PSI）的研究人员已经找到了解决这个问题的可行方案。在这篇发表在《自然》杂志上的文章中，他们使用了一种叫做层叠衍射X射线计算机断层扫描（CDX-CT）的技术来制作英特尔芯片的三维内部结构。
    
     叠加衍射成像是一种不依赖透镜来恢复衍射图像中相位的成像方法。简言之，研究人员在旋转芯片上照射一束X射线，然后通过计算机程序分析不同角度的芯片的衍射图案。在芯片内部构造的三维结构。
    
     在这项研究中，PSI的研究人员先后测试了两个芯片，一个是PSI自己开发的，使用110纳米的ASIC工艺，另一个是Intel公司的奔腾G3230处理器，采用22纳米工艺，离最现代的14纳米工艺只有一步之遥。
    
     利用这种技术，研究人员获得了高达14.6纳米的分辨率，成功地恢复了两个芯片的内部结构。令我们高兴的是，他们可以清楚地看到芯片内部的晶体管和内部电路。
    
     但在此之前，大部分芯片的内部检测依赖于扫描电子显微镜或透射电子显微镜来观察探针。这两种传统方法需要像剥洋葱一样，工人需要耐心地逐层去除芯片的上部电路，以便最后揭示了芯片内部晶体管的形状，这是一种费时费力的方法，更令人不满的是，它不可避免地破坏了芯片的三维结构。
    
     如前所述，随着芯片越来越集成，芯片中晶体管层的数量不断增加，并且内部电路的实际厚度有时可能高达10微米。一个接一个地变得不可持续。对于已经打包的计算机芯片，这两种手段是无能为力的。
    
     一位来自普渡大学的电子爱好者在电脑芯片上砸了一个大洞，想弄清楚里面是什么，就像核桃一样。
    
     与前两者相比，研究人员开发的叠层衍射成像技术还有很长的路要走，这项技术具有X射线的两个特点：高穿透率和高分辨率。
    
     此外，在芯片检测的应用中，该技术具有传统电子显微镜无法实现的两个优点：一是避免了芯片结构的破坏，二是避免了由于切割不准确而引起的图像失真。
    
     然而，鉴于目前的情况，从实际应用来看，这项技术仍然缺乏一些东风。
    
     为了得到更好的成像结果，研究人员使用了瑞士同步辐射源（SSR）的高相干辐射X射线，该辐射源附在PSI上。即使在世界上，类似的同步辐射设备也很少。
    
     另一方面，这项研究也花了很多时间。研究人员不仅花费了24小时完成层叠衍射实验，而且还花费了24小时对数据进行处理。
    
     但是领导这项研究、同时也是论文主要作者的Mirko Holler在文章中说，使用更多的计算机、改进实验设备和X射线源进行实验需要千分之一的时间。
    
     更有挑战性的是，的摩尔定律促使芯片制造商年复一年地推出更小的晶体管。在这种情况下，用来观察芯片的放大镜还需要有自己的摩尔定律，以避免在竞争中落得太远。
    
     在目前的形势下，芯片制造商已经占了上风。在本研究中，Molk Holler获得的更高分辨率约为14.6纳米。尽管这个数字是显著的，但是英特尔公司开发的最新一代处理器芯片已经进入了10纳米工艺门槛。
    
     在任何情况下，莫克等。在芯片无损检测领域，研究会留下大量的墨水，随着该技术的发展，也许在不久的将来，对芯片内部结构的检测不再是锤式销售。
    
     反之，当把芯片放入类似的器件时，可以看到芯片的内部结构。从这个意义上说，芯片的设计似乎是透明的。
    
     同时，对于芯片制造商来说，这种技术的出现无疑会对行业产生深远的影响，通过检测芯片内部的制造缺陷，制造商可以采取更严格的质量控制和质量管理政策。
    
     此外，人们可以使用这种技术来确认集成电路设计，了解其内部功能，优化其生产过程，并识别可能的失效机制。
    
     从消费者的角度来看，这种技术也是值得关注的。近来，硬件安全越来越成为一个重要的话题。尤其对于国防和军事工业，如果能够使用这种技术，他们就能确认是否有任何恶意的硬件。在可能窃取秘密的芯片里面，所谓的硬件木马。毕竟，一个被粉碎的芯片是没有用的。
    
     今天，芯片无损检测的发展还不成熟，但瑞士保罗·谢勒研究所的科学家为未来真正透明的芯片开辟了一条新的道路。
    
     1、霍勒先生等。集成电路的高分辨率无损三维成像技术（543）（2017）：402-407
    
     2。http://www. psi.CH/Media/3-D-X射线成像-计算机-芯片的详细描述
    
     4、http://blog。
    
     网站网友点击量更高的文献目录排行榜： 点此链接 关注页面底部公众号，开通以下权限： 一、获得问题咨询权限。 二、获得工程师维修技术指导。 三、获得软件工程师在线指导 toupview,imageview,OLD-SG等软件技术支持。 四、请使用微信扫描首页底部官主账号！