3D-IC中TSV容错电路的设计与实现

来源 :国防科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wcfsoa2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
三维集成电路(3D-IC)由于克服了纳米级工艺下二维集成电路设计的瓶颈,通常被认为是延续和超越摩尔定律最具前景的技术之一,硅通孔(TSV)作为其核心技术,能够大幅缩短堆叠层芯片之间的互连线长度,有效降低功耗并提高芯片性能。然而,受限于当前TSV的制造与封装技术,芯片中的TSV可能存在开路失效或短路失效等可靠性问题,这将导致3D-IC良品率的下降,带来巨大的成本开销。本课题研究主要关注3D-IC中TSV失效带来的可靠性问题,分别针对信号TSV和时钟TSV失效展开相关的容错电路设计与实现工作,以确保TSV的高可靠性。本文主要工作及研究成果包括:1.评估出拥有不同TSV数量的3D-IC中TSV的失效概率。基于HRI、IMEC和IBM等半导体厂商提供的芯片制造和封装过程中出现单个TSV失效的经验数据,利用Matlab工具按照二项分布公式统计出3D-IC中TSV的失效概率,以加深本课题的研究意义。2.改进了双TSV增强型电路结构。为解决信号TSV短路失效带来的可靠性问题,相关文献提出了双TSV增强型容错电路结构,但该电路在TSV短路时存在泄漏功耗过大问题,为解该问题,本文采用了切断泄漏电流通路的方法进行了电路改进,Hspice模拟结果表明,改进后的双TSV容错电路的功耗至少降低了30.8%。3.为提高信号TSV链式容错结构的修复率,设计了一种可扩展的TSV链式单/双容错电路结构。该容错结构不仅可以修复TSV链中单个信号TSV失效,而且可以修复两个信号TSV同时失效,模拟结果证明该电路功能正确,确保了3D-IC中信号TSV的高可靠性。4.针对时钟TSV容错结构(2-TFU)存在时钟偏差问题,提出了一种快速的三维时钟偏差补偿方案并进行了电路设计与实现,设计出一种高精度的三维时钟偏差补偿电路(3D CSCC),模拟结果证明该电路中鉴相器的精度最高可达6.86ps,延时调节步进可以控制在1.4ps~4.2ps范围内。5.对采用三维时钟偏差补偿电路的2-TFU结构进行实验模拟分析与验证,在40nm CMOS工艺下,对该三维时钟偏差补偿方案进行模拟验证,模拟结果表明,时钟偏差获得了33.4%的改善,与相关文献相比,TSV间距设置可以从100μm扩展至300μm,从而大幅提高了芯片中容错TSV的覆盖率。
其他文献
目的探讨输尿管软镜术(RIRS)治疗上尿路结石术前留置输尿管支架的必要性。方法 2013年6月-2014年12月,将85例上尿路结石患者分为2组,A组(不留置输尿管支架管组)42例,B组(留置
当今建筑行业对建筑结构、施工技术等内容进行全方位的优化,装配式混凝土建筑结构就是其中一种,并且装配式混凝土建筑结构应用的优势较为明显,经过多年的实践应用装配式混凝
本文根据有关文献阐述了各类离子交换纤维的分离和制备法,并引举了交换量的数据。本文最后部分谈到了离子交换纤维的一般用途。
申请(专利)号:201410774120.7公开(公告)日:2016-06-01申请(专利权)人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所招远市人民医院摘要:本发明提供一种二氧化氮标准气体发生装置及方法,二氧化氮标
目的探讨肌电图对慢性酒精中毒性周围神经病的诊断价值。方法对20例慢性酒精中毒患者进行肌电图检查,检测运动神经传导速度和感觉神经传导速度以及观察肌肉在静息、轻收缩、
近日,福建省厦门市纪委、监察局发出通知,节日期间加强廉洁自律和厉行节约工作,严禁公务人员通过现代物流快递、电子商务等隐蔽手段收受电子礼品预付卡、微信红包等。$$    
报纸
磷石膏是生产磷酸时所排放的工业废渣,其中所含有的磷、氟、有机物等各种杂质对其综合利用造成困难;本文从水泥缓凝剂,建筑石膏,Ⅱ型无水石膏胶结材等工业应用对磷石膏进行无
目的探讨脑缺血再灌注后成年大鼠大脑少突胶质前体细胞的变化及MK-801和NBQX对其保护作用。方法以线栓法制作成年SD大鼠局灶性脑缺血再灌注模型(阻塞90min再灌注1d、7d和14d)
短暂性脑缺血发作是脑血管疾病的一种临床类型,它是一种由短暂性、反复发作性、可逆性的急性脑部血液循环障碍引起的综合征。加强对本病的预防和治疗,是降低中风死亡率,减少病残
建筑工程管理是由多个工程组成的综合性的工程管理。建筑暖通工程就是其中的一项。在此将在建筑暖通安装工程现场施工管理进行简要分析探讨。
期刊