晶圆级异构集成3D芯片互连技术研究

南京电子器件研究所基于芯片微凸点制备工艺和倒装互连工艺,进行了GaAs,GaN等晶圆级异构集成3D芯片互连工艺的研究,实现了芯片与芯片堆叠(Die to die,D2D)到芯片与圆片堆叠(Die to wafer,D2W)的技术性突破。芯粒间采用耐腐蚀、抗氧化、有良好塑性变形的金凸点作为互连材料。

一种针对3D芯片的BIST设计方法

提出了一种基于分层结构的内建自测试(BIST)设计方法—3DC-BIST(3D Circuit-BIST)。根据3D芯片的绑定前测试和绑定后测试阶段,针对3D芯片除底层外的各层电路结构,采用传统方法,设计用于绑定前测试的相应BIST结构;针对3D芯片底层电路结构与整体结构,通过向量调整技术,设计既能用于底层电路绑定前测试又能用于整体3D芯片绑定后测试的BIST结构。给出了一种针对3D芯片的BIST设计方法,与传统方法相比减少了面积开销。实验结果表明该结构在实现与传统3D BIST方法同样故障覆盖率的条件下,3D平面面积开销相比传统设计方法减少了6.41%。

防串扰的3D芯片TSV自动布局

为了防止3D芯片中的硅过孔(TSV)串扰,提出一种TSV自动排布算法.该算法结合TSV串扰的机理,利用Comsol证明了通过接地TSV解决屏蔽方法的有效性,完成了对接地TSV屏蔽效果的量化;提出电源?接地TSV和信号TSV自动排布算法,其中考虑了不同类型TSV比例和工艺最小间距对3D芯片性能的影响.最后利用IBM基准电路进行仿真,结果表明,文中算法可以防串扰的目的对电路中TSV进行自动布局.

3D芯片热管理技术的专利分析

本文以专利为切入点,探索3D芯片热管理技术的竞争态势和研发方向。以经过遴选的中国专利文摘数据库中的3D芯片热管理相关技术专利为研究对象,从专利的申请状况、申请人的重要技术点、技术研发趋势等方面,研究中国3D芯片热管理技术的专利发展情况,希望通过对3D芯片热管理的专利技术分析,对业内人士有所启示和帮助。

考虑温度因素的3D芯片TSV容错结构设计

相比于2D芯片,3D芯片具有更高的功率密度和更低的热导率。针对散热问题,多层3D芯片一般采用具有较高热导率的铜填充硅通孔(TSV)。为提高3D芯片的成品率,在温度条件限制下,对3D芯片进行TSV的容错结构设计非常重要。分析了带有TSV的3D芯片温度模型,提出了3D芯片温度模型的TSV修复方法。根据温度要求设计总的TSV数,将这些TSV分为若干个组,每组由m个信号TSV和n个冗余TSV组成,实现了组内和组间信号的TSV修复。实验结果表明,该TSV容错结构不仅有较高修复效率,而且具有较好散热效果。

多层3D芯片中硅通孔分布优化的改进算法

3D芯片中硅通孔(TSV)的位置分布会对总线长造成很大影响,所以对于TSV位置分布的优化有许多算法,逐层进行TSV分配只能做到局部优化.提出用逆向重分配的方法对已有算法结果进一步优化以达到减少总线长的目的.同时提出了一种快速重分配以提高深度优化的运行时间.实验结果表明,对比逐层TSV分配方法,此逆向重分配方法可减少3.7%的总线长;此方法亦可对其他TSV分配算法(如逐网TSV分配、拉格朗日松弛算法等)所得结果作进一步线长优化;而快速重分配可将逆向重分配的运行时间降低为原来的10%.

3D芯片设计与量产测试方法分析

随着半导体行业的发展,芯片设计的规则越来越完善,并且从2D设计向3D设计发展,设计空间利用率越来越高,芯片体积越来越小,如此精小的芯片,如何设计与量产测试并在生产中提高产品良率,成为3D芯片设计者与产线测试部门所关心的问题。

2.5D/3D芯片-封装-系统协同仿真技术研究

2.5D/3D芯片包含Interposer/硅穿孔(Through Silicon Via,TSV)等复杂结构,通过多物理场仿真可以提前对2.5D/3D芯片的设计进行信号完整性(Signal Integrity,SI)、电源完整性(Power Integrity,PI)及可靠性优化。总结了目前2.5D/3D芯片仿真进展与挑战,介绍了基于芯片模型的Ansys芯片-封装-系统(CPS)多物理场协同仿真方法,阐述了如何模拟芯片在真实工况下达到优化芯片信号完整性、电源完整性以及优化散热方式、提高结构可靠性的设计目标,并进行电热耦合、热应力耦合分析,指出了仿真技术的未来发展方向。

3D芯片:英特尔的绝地反击

2011年初,微软与诺基亚的"闪婚",使"原配"英特尔处境尴尬。正当移动电子产业界对"英特尔是否会继续坚持MeeGo系统"提出各种猜测之际,英特尔高调推出了已研发近十年的3D晶体管架构项目最新成果——3D Tri-Gate晶体管,并宣布将在年底前完成大规模投产的准备工作。IT巨头终于开始了在新移动电子领域的绝地反击,但为什么是3D晶体管架构?这项发明与传统晶体管结构有何区别?它对未来的移动电子产业有何影响?又是否能够挽救英特尔的芯片帝国呢?

以碳纳米管实现真正的3D芯片

美国史丹佛大学(Stanford University)的研究人员们在国际电子元件会议(IEDM)上展示了真正的3D芯片。大部份的3D芯片采用硅穿孔(TSV)的方式推叠不同的制造芯片,例如美光科技(Micron Technology)的混合存储器立方体(HMC)推叠DRAM芯片颗粒。

IBM采用H2O冷却3D芯片

与柏林弗朗霍夫通信研究院合作的IBM研究人员演示了一个实验样机，该样机把冷却系统集成到3D芯片中，可直接在堆叠的每层中输送水。在IBM实验室里，细小的水流正在冷却上面堆叠着电路和元件的计算机芯片。这一设计有望把摩尔定律推进到下个10年中，并能显著降低数据中心消耗的能量。

Trident DPTV-3D芯片解决方案

DPTV-3D系列芯片是泰鼎公司最新开发的208PINPQFP封装、单芯片数字视频芯片,采用先进的0.25μm工艺,功耗降低30%,整机方案成本低,画质改善效果显著,应用灵活,兼容数字、模拟电视播出制式,是模拟电视到数字电视的桥梁.DPTV-3D适于大批量生产,完全兼容DPTVDX的系列软件和FeatureBox,支持2/4MBSGRAM帧缓存,方便升级到8MBSGRAM/SDRAM.

3D芯片运用NFC技术开关门锁

伴随着近年来NFC技术的火热，常规的耳机、音箱等都可以与其配对，直接播放手机当中的图片、音频、视频等多媒体娱乐信息。但是将NFC技术用于门锁还是新鲜案例。2011年9月，有一些瑞典饭店应用AssaAbloy推出NFC门锁，让房客可以省略进退房的繁琐流程。

德国厂商宣布首款平板电脑2D转3D芯片研制成功

虽然2D转3D技术在电视领域的应用正逐渐趋于成熟，但该技术在便携机领域的使用还并不多见。好消息是，德国高效电源管理和音频半导体解决方案厂商Dialog Semiconductor日前宣布，他们已经开发出了首款针对便携产品使用的2D向3D实时视频转换芯片DA8223。

硅通孔3D芯片堆叠并非最新技术

据报道，目前最先进的技术应该是使用硅通孔的3D芯片堆叠，几乎主要的半导体公司都在研究这种技术。

胶水业顶级巨头助IBM开发3D芯片封装

近日，IBM和3M公司联合宣布将开发一种新的粘合剂，可将多层硅片堆叠，实现半导体的3D封装。半导体和粘合剂行业两大专家的联合被认为能大大促进新材料与3D芯片的开发。IBM称，即将开发新的3D封装中硅片最多可叠加多达100层，能使芯片整合度进一步得到提高，

首款3D芯片诞生

世界上第一款3D芯片工艺已经准备获取牌照，该工艺来自于无晶圆半导体设计公司BeSang公司。 BeSang公司制作的用于演示的芯片在其控制逻辑上使用了1．28亿个垂直晶体管，用作内存位单元。该芯片的设计在国家Nanofab中心（韩国大田）和斯坦福Nanofab（美国加州）进行。BeSang公司称，该工艺由25个专利所保护，将允许Flash、DRAM以及SRAM放置在逻辑电路、微处理器以及片上系统上。

德厂商宣布平板电脑2D转3D芯片研制成功

德国高效电源管理和音频半导体解决方案厂商DialogSemiconductor前宣布，他们已经开发出了首款针对便携产品使用的2D向3D实时视频转换芯片DA8223。

中微推出用于3D芯片及封装的硅通孔刻蚀设备Primo TSV200E(TM)

上海和旧金山2012年3月15日电／美通社亚洲／一中微半导体设备有限公司（以下简称“中微”）推出了8英寸硅通孔（TSv）刻蚀设备PrimoTSV200E--该设备结构紧凑且具有极高的生产率，可应用于8英寸晶圆微电子器件、微机电系统、微电光器件等的封装。继中微第一代和第二代甚高频去耦合等离子刻蚀设备Primo D-RIE和Primo AD-RIE之后，中微的这一TSV刻蚀设备将被用于生产芯片的3D封装、CMOS图像感测器、发光二极管、微机电系统等。