BBCubeが切り拓く次世代チップ積層技術ー高精度実装・高密度接続・熱設計の3つの基盤技術の確立ー

東京科学大学（Science Tokyo）の研究チームは、次世代AIシステム向け高密度半導体集積技術「BBCube™」の実現に向け、実装・接続・熱設計の3つの基盤技術を開発した。生成AIや大規模言語モデルの発展に伴い、複数の半導体チップを高密度に集積する先端パッケージ技術の重要性が高まる一方、実装精度、通信密度、発熱が大きな課題となっている。研究チームは独自の「ワッフルウェハ」を用いたChip-on-Wafer技術を開発し、チップ間隔を10マイクロメートルまで縮小するとともに、ウェハ反りを約30％低減することに成功した。さらに、Via-Last TSVを利用したバンプレス接続技術により、従来のマイクロバンプ方式に比べ約4倍の通信密度を実現できる見通しを示した。また、ワッフルウェハ構造によって熱抵抗を約52％低減できることを確認し、1マイクロメートル分解能・1億点規模のマルチスケール熱解析技術も開発した。これにより、微細なホットスポットからチップ全体の温度分布まで同時評価が可能となる。本成果は、AIアクセラレータや高性能計算機の高速化・省電力化を支える3次元半導体集積技術として期待され、今後の量産化と社会実装に向けた重要な基盤となる。