3D IC中热敏P/G TSV规划降低IR压降的新方法

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"这篇文章主要探讨了在3D集成电路(3D IC)中,如何通过热敏P/G TSV(电源/接地通孔)规划来有效降低IR压降问题。随着3D集成技术的发展,芯片上的温度升高会导致导线电阻增加和漏电流增加,从而加剧IR压降。因此,在设计中考虑热效应对于电源/接地网络至关重要。 作者Zuowei Liu等人提出了一种创新的热感知P/G TSV规划算法,该算法利用考虑了温度相关泄漏电流的敏感度模型。传统的3D设计通常采用统一的P/G网格结构,但这种方法未能充分利用P/G TSV的潜力。新算法则允许非均匀的P/G网格拓扑,即允许短线将P/G TSV连接到P/G网格,以优化整个PIG(电源/接地)网络。 理论分析和实际实验结果显示,忽视热效应可能导致IR压降低估约11%。解决严重的IR压降问题,与不考虑热影响相比,可能需要增加51.8%的P/G TSV数量。同时,基于敏感度模型的P/G TSV规划能有效降低最大IR压降42.3%,并减少82.4%的被侵犯节点数。这些改进对于提高3D IC的性能和能效具有重要意义。 关键词包括:热效应、电源/接地网络、IR压降、TSV(通孔)、3D集成电路。这项研究为3D IC设计提供了一个新的思路,即通过热敏P/G TSV规划来优化电源分配,降低IR压降,提升系统整体性能。" 在3D IC设计中,理解并解决IR压降是关键挑战之一,因为这直接影响到芯片的运行速度和功耗。通过热敏P/G TSV规划,设计者能够更好地控制温度分布,从而改善电源效率,减少功率损耗,同时提高系统的可靠性和稳定性。这种技术的应用对于未来的高性能计算和移动设备等高密度集成芯片设计具有重要价值。