Imec和Atrenta聯(lián)手為3D堆疊芯片開發(fā)先進的規(guī)劃和分割設計流程,在芯片設計過程的早期就實現(xiàn)精準的分塊和原型設計。這一早期的動作不僅有助于實現(xiàn)低成本的3D系統(tǒng),還能通過減少設計迭代的數(shù)量縮短面市時間。從多個方面來說,3D芯片很有吸引力。
傳統(tǒng)芯片體積越小,速度就越快。但縮小體積則會在實際操作中造成嚴重的問題,例如熱性能會讓制成的速度優(yōu)勢喪失。由于熱管理的問題,高密度電路需要更細的導線,導線連接面積的減少又會導致導線電阻增加。而3D芯片則在上述方面表現(xiàn)更好。
3D芯片有兩個主要的設計優(yōu)勢。第一,芯片面積減小了。第二,導線的平均長度變短,因此處理性能提升。此外,功耗優(yōu)勢也大有提升。3D設計能顯著降低功耗,縮短導線以實現(xiàn)更少的寄生干擾。減低整體功耗讓熱耗散的難度整體降低,同時也降低了成本。
對于今天通信應用而言,帶寬的改善是設計中另一個主要的因素。3D整合為各層芯片之間的垂直連通創(chuàng)造了新的機遇,讓更高帶寬的總線得以實現(xiàn)。
前方的障礙
3D芯片設計方面有一些好消息,但也有一些技術上的阻礙需要克服。制造3D芯片需要額外且復雜的生產(chǎn)流程,這必然會增加產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷的可能性,因此必須實施嚴格的產(chǎn)品質(zhì)量控制。
為了全面實現(xiàn)3D芯片的應用優(yōu)勢,設計方法和工具也必須跟上來。
早期規(guī)劃與模塊分割是設計3D堆疊裸片這樣的創(chuàng)新應用的根本。用于任意系統(tǒng)設計問題(fronttofront、fronttoback、硅基板、切割技術選擇、微通孔配置、分割等等)的潛在解決方案正變得多樣化。
在多個全面設計中識別工程解決方案非常昂貴且耗時。因此在細節(jié)實現(xiàn)開始前的設計流程早期進行精確層次化與概要設計就非常有利。
將Atrenta Spy Glass Physical3D概要設計工具制作出的設計平面圖與通過Imec開發(fā)的應力模型合并之后。設計師就可以快速訪問不同的scenario,在全面設計實現(xiàn)之前做出最好的選擇。