Egy nemzetközi kutatócsoport, amelynek tagjai a svájci Paul Scherrer Institute, a Dél-Kaliforniai Egyetem, illetve az ETH Zürich kötelékét erősítik, egy rendkívül ígéretes képalkotó technológiát fejlesztettek ki, amelynek célja, hogy a chipeket átvilágítva pontos képet mutasson az aktuális szerkezet felépítéséről, azaz hatékony átvizsgálást tegyen lehetővé.

Az újítás a PyXL nevet viseli és igen jó felbontással rendelkezik, ugyanis már a 19 nm-es méretű összetevők is jól látszanak vele. A képminőség finomhangolásával és a jitter csökkentésével a felbontást jelentősen tudták növelni, így 19 nm helyett már akár 4 nm-es részleteket is fel lehet tárni, ami mindenképpen hasznos.

A technológia azért is jön jól, mert ennek hiányában a mérnökök eddig csak destruktív módszerekkel tudták megvizsgálni az adott chip adott területét: a chip megvizsgálni kívánt részén csiszolást hajtottak végre, míg el nem jutottak a szükséges réteghez, illetve esetenként a chip szeletelésére is szükség volt, hogy az adott területet mikroszkóp alatt zökkenőmentesen lehessen ellenőrizni.

Az új technológia, vagyis a PyXL (Ptychographic X-Ray Laminography) ezt a destruktív módszert végre feleslegessé teszi, hiszen segítségével a teljes chip szerkezetét át lehet világítani, a kész háromdimenziós „képet” pedig alaposan át lehet tanulmányozni, közben a chip semmiféle fizikai sérülést vagy degradációt nem szenved.

A mérnökök szerint eddig egy potenciálisan hibás rész felderítéséhez számos speciális módszerre volt szükség ahhoz, hogy leszűkítsék a vizsgálandó területet, majd ahogy ez megvolt, fel kellett szeletelni a chipet és egyéb destruktív módszereket kellett bevetni annak érdekében, hogy az érintett terület vizuálisan látszódjon, így transzmissziós elektronmikroszkóp alatt meg lehetett vizsgálni. A folyamat során egyébként olyan sérüléseket is szenvedhetett a chip, ami a hiba feltárását nehezíthette, de mivel nem volt más megoldás, ehhez kellett folyamodni.

Az igazsághoz hozzátartozik, hogy egy normál transzmissziós mikroszkóphoz képest a PyXL felbontása négyszer vagy ötször alacsonyabb, ami nem hangzik jól, cserébe viszont sokkal-sokkal mélyebb képalkotásra nyílik lehetőség. Míg a transzmissziós elektronmikroszkóp esetében 10-30 nanométer közötti mélységben lehet vizsgálni az adott területet, addig a PyXL ugyanezt akár 5 mikrométerig is lehetővé teszi. Egyszóval a PyXL segítségével sokkal gyorsabban és hatékonyabban lehet feltárni egy adott chip esetleges hibáját vagy hibáit, mindezt nem-destruktív módszereket alkalmazva.

A PyXL segítségével az AMD 7 nm-es csíkszélességgel készített RYZEN processzorait át is világították a kutatók, a 3D röntgenkép pedig kellően részletesnek bizonyult ahhoz, hogy a processzor struktúráját szemügyre lehessen venni, és még a FinFET tranzisztorok alkotóelemei is tökéletesen látszottak a felvételeken, beleértve az összekötőket is. A technológia a későbbiekben egyre hasznosabb lehet, ahogy a chipek egyre bonyolultabb felépítéssel rendelkeznek majd: egyre több chipletből állnak, ezeket esetenként egymásra is rétegezik, a csíkszélesség-fejlődés miatt pedig egyre kisebbek az egyes komponensek is, amelyek a szilícium-lapkán találhatóak.

A technológia arra is kiváló, hogy ellenőrizni lehessen, milyen minőségben dolgoztak a mérnökök a chip tervezése kapcsán, vagyis mennyire jól átgondolt a dizájn és milyen jó a kivitelezés, ugyanakkor a kész chipen keresztül a gyártás minőségét is lehet ellenőrizni. A PyXL segítségével az egyes chipek közötti különbségek is összehasonlíthatóak, így akár az is vizsgálható, az egyik miért rendelkezik jobb tuningpotenciállal és miért jobb egyéb területeken, mint a másik.