Calibre 3D IC

3D-integroidut piirit (3D IC) ovat nousemassa vallankumoukselliseksi lähestymistavaksi suunnitteluun, valmistukseen ja pakkaamiseen puolijohdeteollisuudessa. 3D-IC tarjoaa merkittäviä etuja koon, suorituskyvyn, energiatehokkuuden ja kustannusten suhteen, ja ne ovat valmiita muuttamaan elektronisten laitteiden maisemaa. 3D-integroitujen piirien mukana tulee kuitenkin uusia suunnittelu- ja todentamishaasteita, joihin on puututtava onnistuneen toteutuksen varmistamiseksi.

Ensisijainen haaste on varmistaa, että aktiiviset chipletit 3D IC -kokoonpanossa käyttäytyvät sähköisesti tarkoitetulla tavalla. Suunnittelijoiden on aloitettava määrittelemällä 3D-pinot, jotta suunnittelutyökalut voivat ymmärtää kokoonpanon kaikkien komponenttien liitettävyyden ja geometriset rajapinnat. Tämä määritelmä ohjaa myös ristimuottien loiskytkentävaikutusten automatisointia ja luo pohjan lämpö- ja jännitysvaikutusten 3D-tason analyysille.

Tässä artikkelissa hahmotellaan 3D-IC-suunnittelun keskeisiä haasteita ja strategioita. 3D-IC: n monifysiikan ongelmat, kuten sähköisten, lämpö- ja mekaanisten ilmiöiden yhdistetyt vaikutukset, ovat monimutkaisempia kuin 2D-malleissa, ja 3D-IC: ssä käytetyt uudet materiaalit aiheuttavat arvaamattomia käyttäytymismalleja, jotka vaativat päivitettyjä suunnittelumenetelmiä, jotka ottavat huomioon pystysuoran pinoamisen ja yhteenliittämisen. Lämpöanalyysi on erityisen tärkeää, koska lämmön kertyminen voi vaikuttaa sekä sähköiseen suorituskykyyn että mekaaniseen eheyteen ja vaarantaa luotettavuuden. Vaihto-vasemmalle -strategioiden toteuttaminen voi estää kalliita uudelleenkäsittelyjä integroimalla multifysiikan analyysin suunnitteluprosessin varhaisessa vaiheessa, kun taas iteratiivinen suunnittelu mahdollistaa päätösten tarkentamisen, kun tarkempia tietoja tulee saataville. Sisältö on suunnattu piirilevyjen tai 3D-IC: iden parissa työskenteleville IC-suunnittelijoille, pakettisuunnittelijoille, jotka luovat edistyneitä monikerrospaketteja, ja kaikille, jotka ovat kiinnostuneita 3D-IC-tekniikan uusimmista edistysaskeleista.