基于Power Switch的碳硅三维集成方法和装置制造方法及图纸

技术编号:44772003 阅读:23 留言:0更新日期:2025-03-26 12:51
本申请涉及一种基于Power Switch的碳硅三维集成方法和装置。所述方法包括:获取硅电路部分的工作电压及最大导通电流,使用CNTFET实现Power Switch;根据设计的饱和电流以及IR‑drop,计算电源开关网络中Power Switch单元的数量,进一步确定电源开关网络的排布类型;根据排布类型,进行电源开关网络的物理布局布线设计,采用TSV技术或Wire‑bonding技术,进行碳硅三维集成。采用本方法能够显著增强了电源开关网络的开关特性,同时降低硅芯片布局布线难度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电路三维集成,特别是涉及一种基于power switch的碳硅三维集成方法和装置。


技术介绍

1、自摩尔定律驱动集成电路发展以来,芯片工艺不断精进,集成度显著提升,引领了信息技术革命。然而,cmos工艺步入10nm节点后,摩尔定律遭遇瓶颈,进一步缩小尺寸在带来性能和面积好处的同时功耗问题凸显,逐渐成为制约未来发展的关键因素。尤其是对于移动端设备,功耗的增加会增加对电池容量的要求,而电池设备的发展远不及集成电路的发展速度,制约了用长度和整体使用寿命;同时功耗过高而导致的发热问题也会严重降低芯片的可靠性,显著增加了电子产品的故障率。所以近年来低功耗设计成为vlsi设计的重要研究方向。cmos电路功耗主要分为动态功耗和静态功耗,动态功耗指晶体管工作中,由于工作状态变化而产生的功耗,主要包含开关功耗和短路功耗;静态功耗指的是晶体管停止工作时,由于泄露电流而产生的功耗。随着步入深纳微米工艺阶段,动态功耗随着晶体管尺寸和芯片工作电压的降低而得到限制,但随着晶体管阈值电压的降低导致亚阈值电流呈指数级增长,静态功耗在芯片总功耗中占比越来越重,使用低功耗技术降低芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于Power Switch的碳硅三维集成方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电源开关网络包括多个电压域区域,每个电压域区域对应一个金属焊盘,所述金属焊盘为对应电压域区域的电源接入点。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述网格型排布等效与一个规则的点阵阵列,所述点阵阵列中每个节点为一个Power Switch单元,所述Power Switch单元的一端通过金属焊盘连接到对应的供电电源网络,另一端通过TSV技术采用三维集成的方式与硅电路部分对接,电压域区域中的Power Switch单元由单独控制信号控制...

【技术特征摘要】

1.一种基于power switch的碳硅三维集成方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电源开关网络包括多个电压域区域,每个电压域区域对应一个金属焊盘,所述金属焊盘为对应电压域区域的电源接入点。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述网格型排布等效与一个规则的点阵阵列,所述点阵阵列中每个节点为一个power switch单元,所述power switch单元的一端通过金属焊盘连接到对应的供电电源网络,另一端通过tsv技术采用三维集成的方式与硅电路部分对接,电压域区域中的power switch单元由单独控制信号控制。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述链式排布将多个power switch单元串联成链,在每个power switch单元之间插入buffer进行连接,所述power switch单元的一端通过金属焊盘以通过供电电源网络接收关断域电压,另一端通过tsv技术采用三维集成的方式与硅电路部分对接;其中,每个关断域中的power switch单元均由一个控制信号控制。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,环形排布中每个power switch单元环绕在金属焊盘,power switch单元的一端连接金属焊盘以通过供电电源网络接收关断域电压,在使用wire-bonding技术时,power switch单元的另一端连接金属焊盘以连接下层硅电路部分的电源,在使用tsv技术时,power switch单元的另一端则通过tsv技术连接至下层硅电路部分的电源网络的四周。

6.根据权利要求3至5任意一项所述的方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱麒瑾陈小文袁珩洲芮志超李晨鲁建壮刘畅
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学
类型:发明
国别省市:

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