本发明专利技术提供了一种三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，包括：根据工艺参数计算物理模型的等效RLGC电路模型各部分的阻抗；根据高频信号传输条件下的平行双线耦合模型和等效RLGC电路模型的各部分的阻抗生成等效RLGC电路模型；根据等效RLGC电路模型得到简化得到单个TSV动态功耗电路模型，计算单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗。本发明专利技术得到的等效RLGC电路模型和单个TSV动态功耗电路模型有着快速便捷、准确性高的优点，方便地了解TSV传输特性，及便捷地了解单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗情况。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，包括：根据工艺参数计算物理模型的等效RLGC电路模型各部分的阻抗；根据高频信号传输条件下的平行双线耦合模型和等效RLGC电路模型的各部分的阻抗生成等效RLGC电路模型；根据等效RLGC电路模型得到简化得到单个TSV动态功耗电路模型，计算单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗。本专利技术得到的等效RLGC电路模型和单个TSV动态功耗电路模型有着快速便捷、准确性高的优点，方便地了解TSV传输特性，及便捷地了解单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗情况。【专利说明】三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法
本专利技术涉及一种三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法。
技术介绍
随着三维(3D)集成电路技术的提出及发展，芯片规模进一步增长，有着二维(2D)集成电路无法比拟的优势。TSV (“Through Silicon Via”,通过娃片通道)技术是在堆叠的芯片之间制造垂直通孔，从而实现堆叠芯片之间最短互连的技术，是3D集成电路中的核心技术。TSV技术可以完成高密度的三维芯片堆叠，同时能够大大提升芯片性能和速度，便于实现低功耗的芯片设计。在研究基于TSV的3D集成电路的电气特性等问题时，比如TSV信号传输影响、TSV-TSV噪声串扰等情形，需要掌握TSV的相关特性。常用的3D集成电路设计中研究TSV的相关特性，一般建立简单的RLGC等效电路进行快速分析，但是往往简单等效电路模型精确度较低。在精确度要求比较高的情况下，建立有限元模型进行分析，但是计算速度往往不高，尤其是在大规模的3D集成电路设计中，复杂的有限元模型耗时较高。不同于2D集成电路设计，3D集成电路设计中由于芯片堆叠的影响，芯片整体的功耗成为影响芯片性能的主要因素。TSV作为3D集成电路中的信号传输通道，也会产生一定的功耗，建立TSV的功耗模型有助于分析整体的芯片设计。因此，本次专利技术立足于建立TSV的信号传输及功耗模型，该模型可作为3D集成电路TSV信号传输特性分析以及功耗研究的主要参考依据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，能够。为解决上述问题，本专利技术提供一种三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，包括:获取包含信号TSV、连接信号TSV两端的bump单元、接地TSV和连接接地TSV两端的bump单元的物理模型的工艺参数；根据所述工艺参数计算物理模型的等效RLGC电路模型的各部分的阻抗；根据高频信号传输条件下的平行双线耦合模型和所述等效RLGC电路模型的各部分的阻抗生成所述等效RLGC电路模型；评估所述等效RLGC电路模型的准确性，在不准确的情况下对所述等效RLGC电路模型进行修正，直至得到准确的等效RLGC电路模型；根据准确的等效RLGC电路模型得到单个TSV等效电路模型，分析单个等效TSV电路模型中各参数对于TSV功耗的影响，简化得到单个TSV动态功耗电路模型，计算所述单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗。进一步的，在上述方法中，物理模型的工艺参数包括信号TSV和接地TSV的高度、直径、间距、绝缘层厚度、两端的bump单元尺寸参数。进一步的，在上述方法中，所述等效RLGC电路模型的各部分的阻抗包括信号TSV或接地TSV的自身阻抗值、信号TSV或接地TSV与硅衬底在绝缘层形成的阻抗、信号TSV和接地TSV在硅衬底间耦合形成的阻抗、信号TSV与连接信号TSV两端的bump单元或接地TSV与连接接地TSV两端的bump单元所形成的阻抗、娃衬底电容及电导。进一步的，在上述方法中，所述自身阻抗值包括TSV的电阻和电感，TSV的电阻通过下式确定:【权利要求】1.一种三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，包括: 获取包含信号TSV、连接信号TSV两端的bump单元、接地TSV和连接接地TSV两端的bump单元的物理模型的工艺参数； 根据所述工艺参数计算物理模型的等效RLGC电路模型的各部分的阻抗； 根据高频信号传输条件下的平行双线耦合模型和所述等效RLGC电路模型的各部分的阻抗生成所述等效RLGC电路模型； 评估所述等效RLGC电路模型的准确性，在不准确的情况下对所述等效RLGC电路模型进行修正，直至得到准确的等效RLGC电路模型； 根据准确的等效RLGC电路模型得到单个TSV等效电路模型，分析单个等效TSV电路模型中各参数对于TSV功耗的影响，简化得到单个TSV动态功耗电路模型，计算所述单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗。2.如权利要求1所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，物理模型的工艺参数包括信号TSV和接地TSV的高度、直径、间距、绝缘层厚度、两端的bump单元尺寸参数。3.如权利要求2所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，所述等效RLGC电路模型的各部分的阻抗包括信号TSV或接地TSV的自身阻抗值、信号TSV或接地TSV与硅衬底在绝缘层形成的阻抗、信号TSV和接地TSV在硅衬底间耦合形成的阻抗、信号TSV与连接信号TSV两端的bump单元或接地TSV与连接接地TSV两端的bump单元所形成的阻抗、硅衬底电容及电导。4.如权利要求3所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，所述自身阻抗值包括TSV的电阻和电感， TSV的电阻通过下式确定: 5.如权利要求4所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，信号TSV或接地TSV与硅衬底在绝缘层形成的阻抗包括TSV绝缘层电容，TSV绝缘层电容通过下式确定: 6.如权利要求5所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，信号TSV和接地TSV在硅衬底间耦合形成的阻抗包括Cnffi和Cb- Cnffi通过下式确定: 7.如权利要求6所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，信号TSV与连接信号TSV两端的bump单元或接地TSV与连接接地TSV两端的bump单元所形成的阻抗包括bump-Si衬底电容，bump-Si衬底电容通过下式确定: 8.如权利要求7所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，硅衬底电容通过下式确定: 9.如权利要求8所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，所述单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗通过下式计算确定: Pdynamic CVdd -^sw ^insulator^dd 2fsw,其中，PdyMi。为单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗，C为电容，Vdd为电源电压， 10.如权利要求1所述的三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，评估所述等效RLGC电路模型的准确性的步骤中，采用二端口网络的S21参数评估所述等效RLGC电路模型的准确性。【文档编号】G06F17/50GK103745069SQ201410037785【公开日】2014年4月23日 申请日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三维集成电路中TSV的信号传输及功耗模型的建立方法，其特征在于，包括：获取包含信号TSV、连接信号TSV两端的bump单元、接地TSV和连接接地TSV两端的bump单元的物理模型的工艺参数；根据所述工艺参数计算物理模型的等效RLGC电路模型的各部分的阻抗；根据高频信号传输条件下的平行双线耦合模型和所述等效RLGC电路模型的各部分的阻抗生成所述等效RLGC电路模型；评估所述等效RLGC电路模型的准确性，在不准确的情况下对所述等效RLGC电路模型进行修正，直至得到准确的等效RLGC电路模型；根据准确的等效RLGC电路模型得到单个TSV等效电路模型，分析单个等效TSV电路模型中各参数对于TSV功耗的影响，简化得到单个TSV动态功耗电路模型，计算所述单个TSV动态功耗电路模型中的TSV动态功耗。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王琴，胡中星，谢憬，毛志刚，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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