Interconnectkytkennällä

Interconnectkytkennällä tarkoitetaan elektroniikkajärjestelmän osien välisiä sähköisiä yhteyksiä sekä niiden toteutusta. Se kattaa sekä piirin sisäiset metalliverkostot että moduulien, pakkauksien ja muiden osien välistä yhteydenpitoa. Interconnectit mahdollistavat signaalien, datan ja virran siirron sekä komponenttien välisen kommunikoinnin.

Sovellusalueet: Integroiduissa piireissä (IC) interconnectit muodostuvat useista metallikerroksista ja via-yhteyksistä sekä mahdollisesti interposereista. Pakkausten ja liitännöiden väliset yhteydet sekä johtoverkot ohjaavat signaalin etenemisen, virtalähteen jakamisen ja lämmönhallinnan. Suuremmissa järjestelmissä, kuten palvelimissa, tietoverkoissa ja telekommunikaatiossa, interconnectit voivat olla johtimia, liittimiä, kaapeleita tai optisia yhteyksiä.

Materiaalit ja valmistus: Nykyisin yleisimmät materiaalit ovat kupari ja alumiini sekä dielektriset eristeet. Damascene- ja dual-damascene -prosessit käytetään metalliverkoston muodostamiseen. Via- ja metallikerrokset yhdistävät eri tasojen signaalit. 3D-integroitumisessa käytetään kautta-silicon-viayhteyksiä (TSV) sekä ohuita väliainekerroksia. Nanotasolla kehitetään materiaaleja, jotka parantavat johdotusten suorituskykyä ja luotettavuutta.

Suunnittelun haasteet: Impedanssin ja RC-viiveen hallinta, crosstalk, sähkömagneettinen häiriö sekä lämpötilan ja mekaanisen stressin vaikutukset. Kehitystrendit: nopeus- ja energiatehokkuusvaatimukset kärjistävät tiheämpien, nopeampien ja monimutkaisempien interconnect-ratkaisujen tarvetta; 3D-integraatio, pakkausmenetelmien parantaminen sekä optisten interconnecttien hyödyntäminen suuremmissa datakeskuksissa.

Merkitys: Interconnectkytkennällä on ratkaiseva vaikutus järjestelmän suorituskykyyn, viiveisiin ja energiankulutukseen, ja sen suunnittelu on keskeinen osa nykyaikaista elektroniikka- ja tietoliikennetekniikkaa.