Through-silicon-via crosstalk model and optimization design for three-dimensional integrated circuits

Through-silicon-via （TSV） to TSV crosstalk noise is one of the key factors affecting the signal integrity of three- dimensional integrated circuits （3D ICs）. Based on the frequency dependent equivalent electrical parameters for the TSV channel, an analytical crosstalk noise model is established to capture the TSV induced crosstalk noise. The impact of various design parameters including insulation dielectric, via pitch, via height, silicon conductivity, and terminal impedance on the crosstalk noise is analyzed with the proposed model. Two approaches are proposed to alleviate the TSV noise, namely, driver sizing and via shielding, and the SPICE results show 241 rnV and 379 mV reductions in the peak noise voltage, respectively.     

使用传输线理论的硅通孔电参数提取方法

针对三维集成电路中的关键技术硅通孔的电特性,使用传输线理论提取了其单位长度RL-GC参数。将硅通孔等效为传输线,利用HFSS仿真结果并结合传输线理论给出了具体的参数提取方法。计算结果表明,硅通孔单位长度RLGC 参数呈现较强的频变特性,当频率从1 MHz增加到20 GHz时,单位长度的电阻和导纳分别从0.45 mΩ/μm和2.5μS/μm增加到2.5 mΩ/μm和17μS/μm,而单位长度电感和电容分别从8.7 pH/μm和8.8 fF/μm减小至7.5 pH/μm和0.2 fF/μm。与传统的阻抗矩阵和导纳矩阵提取方法相比,该方法具有结果绝对收敛和适用频率高等诸多优点,可进一步应用于三维集成电路的仿真设计。     

3DNoC关键通信部件容错方法研究综述

三维片上网络通过硅通孔（Through Silicon Via,TSV）将多层芯片进行堆叠,具有集成密度大,通信效率高等特点,是片上多核系统的主流通信架构。然而,工艺偏差及物理缺陷所引发的错误和TSV良率较低等因素,使得三维片上网络面临严重的故障问题。为保证通信效率,对三维片上网络关键通信部件进行容错设计必不可少。本文针对三维片上网络关键通信部件———路由器和TSV的故障和容错相关问题,从容错必要性、国内外研究现状、未来的研究方向和关键问题、以及拟提出的相关解决方案四个方面,展开深入探讨。为提高片上网络可靠性、保证系统高效通信提供一体化的解决方案。     

硅通孔技术的发展与挑战

3D堆叠技术近年来发展迅速,采用硅通孔技术(TSV)是3D堆叠封装的主要趋势.介绍了3D堆叠集成电路、硅通孔互连技术的研究现状、TSV模型;同时阐述了TSV的关键技术与材料,比如工艺流程、通孔制作、通孔填充材料、键合技术等;最后分析了其可靠性以及面临的挑战.TSV技术已经成为微电子领域的热点,也是未来发展的必然趋势,运用它将会使电子产品获得高性能、低成本、低功耗和多功能性.