水平或垂直堆叠管芯的热管理制造技术

用于多芯片模块的热管理方案了解栈

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水平或垂直堆叠管芯的热管理
[0001]相关申请
[0002]本申请要求
2021
年3月
16
日提交的题为“THERMAL MANAGEMENT IN HORIZONTALLY OR VERTICALLY STACKED DIES(
水平或垂直堆叠管芯的热管理
)”的美国申请
17/203,571
的优先权
。

技术介绍

[0003]在多芯片模块中，其中多个管芯相互堆叠
(
例如，垂直堆叠
)
或沿其两侧堆叠
(
例如，水平堆叠
)
在单个封装中，第一管芯集
(
侵略者管芯
)
中的热点可影响第二管芯集
(
例如，受害者管芯
)
的热约束
。
现有方案在其各个管芯的热点附近使用热传感器，而不考虑水平和
/
或垂直栈中相邻管芯的热影响
。
因此，多芯片模块的性能管理
(
例如，频率和
/
或电压控制
)
不准确，并且在一些情况下可导致可靠性问题，在其他情况下可导致低性能设置
。
附图说明
[0004]公开的实施例将从以下给出的具体实施方式和公开的各种实施例的所附附图中得到更全面的理解，但是，这些实施例不应将本公开限制在特定实施例上，而只是为了解释和理解
。
[0005]图1图示出根据一些实施例的具有热管理系统的多芯片模块，该多芯片模块使用来自本地管芯传感器和其他管芯的遥测来生成虚拟热感测以预测目标管芯或知识产权域的温度
。
[0006]图2图示出根据一些实施例的多芯片模块中的管芯，该多芯片模块使用来自本地管芯传感器和其他管芯的遥测来生成虚拟热感测以预测管芯或管芯的知识产权域的温度
。
[0007]图
3A
‑
图
3B
分别图示出根据一些实施例的从侵略者管芯到受害者管芯的热点映射和受害者管芯热点
、
以及使用来自侵略者管芯的遥测来生成虚拟热感测以预测受害者管芯的温度的逻辑的俯视图
。
[0008]图4图示出根据一些实施例的虚拟热感测方案的流程图，该虚拟热感测方案用于使用来自侵略者管芯的遥测来确定受害者管芯温度
。
[0009]图5图示出根据一些实施例的具有带有用于虚拟热感测的装置和
/
或机制的水平和
/
或垂直堆叠管芯的智能设备或计算机系统或
SoC(System
‑
on
‑
Chip
，片上系统
)。
具体实施方式
[0010]一些实施例描述了这样的热管理方案，其了解栈
(
水平和
/
或垂直
)
中的各种管芯以及它们生成的热量
、
受害者管芯中的本地热点以及
(
一个或多个
)
侵略者管芯中的热点
。
每个受害者管芯从位于侵略者管芯中的热传感器以及受害者管芯中的本地热传感器接收遥测信息
。
在这里，侵略者管芯通常是指热量影响另一个管芯的温度的管芯
。
另一个管芯被称为受害者管芯，其温度因一个或多个侵略者管芯的热量而升高
。
[0011]遥测信息用于实现虚拟感测方案，其中目标管芯
(
例如，受害者管芯
)
和
/
或其知识
104、
管芯
3 105、
管芯
4 106
和管芯
5 107。
在这里，管芯
0 102
是基础管芯，而其他管芯以垂直和
/
或水平方式堆叠在顶部
。
因此，管芯采用三维
(3D)
栈配置
。
代替一个基础管芯
0 102
，基础管芯可以是经由互连
108(
例如，导线键
、
焊料球等
)
耦合到封装衬底
101
的多个管芯
。
管芯可以是不同类型的管芯
。
例如，管芯可以是存储器
、
计算处理器
、
图形处理器
、
通用处理器
、
专用处理器
、RF
等中的一个或多个
。
在一个示例中，存储器管芯是管芯
0 102
，其被划分为分段或
IP
域，其中每个
IP
域都可以以独立于存储器管芯
102
的其他
IP
域或分段的刷新率的速率被刷新，管芯
1 103
是计算管芯，管芯
2 104
是通用处理器，管芯
3 105
是图形引擎或处理器，管芯
4 106
是另一个通用处理器，而管芯
5 107
是
RF
管芯或另一个存储器管芯
。
管芯的类型及其在栈中的位置只是示例，并且可以在基于虚拟热传感器的热管理方案下进行修改
。
在一些实施例中，封装衬底
101
可以替换为中介层
。
中介层中可被嵌入有有源组件和
/
或无源组件
。
[0017]封装中的每个管芯可具有一个或多个热传感器，用于检测管芯
IP
中的热点
。
当小管芯
3D
堆叠时，顶部管芯可影响基础管芯的温度
(
反之亦然
)。
影响其他管芯的温度的小管芯
/IP
被称为“侵略者”，而温度受影响的小管芯
/IP
被称为“受害者”。
封装中的任何小管芯可以充当一个或多个其他小管芯的侵略者
。
同样，任何小管芯都可是一个或多个侵略者的受害者
。
例如，根据上文和下文，管芯
2 104
可以是以下小管芯的受害者：管芯
0 102
，管芯
4 106
，管芯
5 107。
此外，共平面管芯也可以影响小管芯
(
例如，管芯
1103)
的温度，并且管芯
3 105
可以显著影响管芯
2 104
边缘处
IP
的温度
。
[0018]在各种实施例中，每个管芯可包括数字热传感器
(digital thermal sensor
，
DTS)。DTS
包括从本地和
/...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种装置，包括：第一管芯；以及第二管芯，其中所述第一管芯和所述第二管芯位于多芯片模块的栈中，其中所述第一管芯包括：多个热传感器，所述多个热传感器包括第一传感器和第二传感器，其中所述第一传感器用于提供第一域的第一温度，其中所述第二传感器用于提供第二域的第二温度；以及功率管理单元，所述功率管理单元用于接收所述第一温度和所述第二温度，其中所述功率管理单元用于从所述第二管芯的一个或多个传感器接收遥测温度数据，其中所述功率管理单元用于根据所述第一温度
、
所述第二温度和所述遥测温度数据来确定所述第一管芯的域的解析温度
。2.
如权利要求1所述的装置，其中，来自所述第二管芯的所述遥测温度数据包括所述第二管芯中多个域的所有温度的级别，其中所述第二管芯中的所述多个域是所述第一管芯的片的侵略者
。3.
如权利要求2所述的装置，其中，所述级别是以下各项中的一项：最大级别
、
最小级别
、
或最大级别与最小级别之间的级别
。4.
如权利要求2所述的装置，其中，所述第一管芯的域是所述第一管芯的所述片的一部分，其中所述功率管理单元将所述第一管芯的所述片的温度映射到所述第一管芯的域
。5.
如权利要求4所述的装置，其中，所述功率管理单元将防护带添加到所述片的温度
。6.
如权利要求1所述的装置，其中，所述第二管芯是侵略者管芯，并且其中所述第一管芯是受害者管芯
。7.
如权利要求1所述的装置，其中，当所述第二管芯进入低功率状态时，所述第二管芯的所述遥测数据无效
。8.
如权利要求7所述的装置，其中，所述功率管理单元被通知所述第二管芯的所述遥测数据无效
。9.
如权利要求1至8中的任一项所述的装置，其中，所述功率管理单元用于在所述解析温度高于阈值时调整所述第一管芯的性能
。10.
如权利要求1至8中的任一项所述的装置，其中，所述功率管理单元用于在所述解析温度高于阈值时调整所述第一管芯的域的电压
、
频率
、
带宽或刷新率
。11.
如权利要求1至8中的任一项所述的装置，其中，所述栈是垂直栈或水平栈
。12.
一种机器可读存储介质，具有存储于其上的机器可执行指令，所述机器可执行指令被执行时，使一个或多个处理器执行包括以下步骤的方法：感测第一管芯的第一域的第一温度；感测所述第一管芯的第二域的第二温度；接收所述第一温度和所述第二温度；从第二管芯的一个或多个传感器接收遥测温度数据，其中所述第一管芯和所述第二管芯位于多芯片模块的栈中；以及根据所述第一温度
、
所述第二温度和所述遥测温度数据来确定所述第一管芯或所述第一管芯的域的解析温度
。13.
如权利要求
12
所述的机器可读存储介质，其中，来自所述第二管芯的所述遥测温度数据包括所述第二管芯中多个域的所有温度的级别，其中所述第二管芯中的所述多个域是
所述第一管芯的片的侵略者
。14.
如权利要求
13
所述的机器可读存储介质，其中，所述级别是以下各项中的一项：最大级别
、
最小级别
、
或最大级别与最小级别之间的级别
。15.
如权利要求
13
所述的机器可读存储介质，其中，所述级别一个或多个温度级别
。16.
如权利要求
14
所述的机器可读存储介质，其中，所述第一管芯的域是所述第一管芯的所述片的一部分，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：