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半导体技术2025年第11期:用于三维芯片封装的混合接口互连和协议设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郑攀;蔡雯雯;崔洋;邹维;张力;

单位:湖北工业大学理学院;华中科技大学集成电路学院;微电子与集成电路“111”引智基地;

摘要:电感耦合互连(ICI)技术在三维(3D)芯片堆叠中面临功耗大、频率低和引线复杂等挑战。为解决以上问题,提出了一种融合ICI技术和芯片边缘连接(CEC)工艺的混合接口互连架构。设计了一种应用于CEC的芯片通信协议,大幅减少引线键合数量的同时显著降低了多层芯片之间的信号传输延迟;进一步设计了无引线芯片自识别(Auto-ID)和功率调节电路,通过ICI链式协议动态分配层级ID,消除了多层芯片寻址对物理引线的依赖,同时将电路功率调整到最低适应水平。采用180 nm CMOS工艺制备芯片,测试结果表明,在4层芯片堆叠的情况下,设计的混合架构较传统ICI方案的传输功率和传输延迟分别降低了35.20%和37.50%。

关键词:三维封装;;电感耦合互连;;芯片边缘互连;;芯片堆叠;;片间通信

基金资助:国家自然科学基金青年项目(6230474)