図10　ボンディングワイヤのインピーダンス制御（写真はSPT社資料より、コメントは筆者）

　しかし、同じ積層でもワイヤボンディング接続では、細くて長い配線を介し、各チップが結ばれます。しかもワイヤは伝送線路としてみても、インピーダンスの制御が困難です（図10）。長く不安定な伝送線路で信号を伝えるためには、電流を多く流し、終端で波形を整える必要があります。

図11　Hynix社の8層積層メモリ（Server Memory Forum 2012）

大電力を使って、品質の悪い信号を伝達します。

  たとえば、韓国Hynix Semiconductor社はDDR3メモリチップを8層積層した場合、TSVではワイヤボンディングに比べ動作速度の50％向上、消費電を40％削減が達成できたと2011年3月に発表しました（図11）。

3.TSVの実用化

まだ、学会発表や試作段階のTSVではありますが、TSVがまったく市場に出ていないかというと、そうではありません。

　東芝やソニーでは、CMOSイメージセンサと論理ICをTSV接続した商品を量産しています（図12）。

　また、FPGAではAltera社とXilinx社がTVSを使った2.5次元実装が製品化しています（図13、図14）。

　IBM社とMicron Technology社がHMC（Hybrid Memory Cube）（図15）を発表し、現在はSamsung社やHP社、ARM社などとコンソーシアムを作成しています。

図12　TSVを使ったイメージセンサカメラモジュールの構造イメージ（岩手東芝エレクトロニクス　http://www.toshiba-iwashiba.co.jp/product/cscm.htm#TSV )

図13　Xilinx社の2.5次元実装FPGA

図14　Altera社の2.5次元実装FPGA

図15　HMC（Hybrid Memory Cube）

このように一部は実用化されてきたTSVですが、まだメインストリーム製品への本格的な商品化はされていません。

　今年1月のネプコンセミナーでIntel社と米Qualcomm社は講演においてTSVを使ったチップの3次元実装が2015?2016年に実用化される、としていました。

　このスケジュールだと、今年、2013年から来年前半にかけてはTVSは各社、量産と検査、評価技術が確立される時期にあたります。

　米国各社は、このような技術のめどが立っていることに基づき、2015?2016年に実用化を発表していると思われます。

 

 

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