隨著製程微縮至3奈米以下,傳統的正面供電架構面臨嚴重挑戰:訊號線與電源線在同一晶片正面競爭空間,導致互連擁塞、功耗增加。背面供電技術(BPD)將電源網絡移至晶片背面,成為解鎖1奈米以下製程的關鍵路徑。
技術原理:背面供電技術將晶片正面的電源走線全部移至晶片背面,正面僅保留訊號走線。晶圓完成前段製程後,進行晶圓薄化處理,在背面製作電源網絡,透過矽通孔(TSV)將電源從背面引至正面電晶體。
效能提升:英特爾在18A製程導入的PowerVia技術是背面供電的代表方案。數據顯示,PowerVia可實現以下改善:電源壓降降低30%;訊號互連延遲降低20%;晶片面積縮減6-10%;功率效率提升約6%。
產業進展:英特爾已在18A製程量產導入背面供電技術;台積電計劃在A16(1.6nm)製程導入背面供電,預計2027年量產;三星則計劃在SF1.4(1.4nm)製程導入背面供電。背面供電已成為1奈米以下製程的標準配置,相關設備與材料市場預計2030年達50億美元。