3D IC中的链式信号转移冗余TSV解决方案

"这篇论文探讨了一种基于链式的信号转移冗余TSV方案，旨在解决三维集成电路（3D IC）中由硅通孔（TSV）失效导致的问题。3D IC技术因其高带宽、低功耗和小型化等优势而备受青睐，但TSV制造过程中的缺陷可能引发芯片失效，增加生产成本。论文提出通过增加冗余TSV来修复失效的TSV，但这种策略会增大芯片面积。因此，他们设计了一种链式信号转移机制，使得输入信号可以从下一分组的TSV中传递，从而在保持高良率的同时减少了冗余TSV的数量。根据概率模型，该方案能实现约99%的良率。" 在集成电路技术中，随着摩尔定律的推进，传统二维平面封装方式已经无法满足日益增长的集成度需求，于是3D IC技术应运而生。TSV作为3D IC的关键互连技术，它实现了晶圆间、芯片间的垂直导通，有效提升了信号传输速度和系统性能。然而，TSV的制造过程中可能出现各种缺陷，如氧化、污染或机械损伤，这些都可能导致TSV失效，进而影响整个3D IC的性能，甚至造成芯片报废，这对于制造商来说是巨大的经济损失。 为了解决这个问题，论文提出了一种创新的冗余策略——基于链式的信号转移冗余TSV方案。这个方案的核心是通过设计一种冗余结构，当某个TSV出现故障时，信号可以通过相邻的冗余TSV进行传递，确保数据的正常流动。关键在于，该方案采用了链式结构，允许输入信号在多个TSV之间灵活转移，而不是简单地增加备用TSV。这样的设计不仅提高了系统的可靠性，而且有效地降低了冗余TSV的数量，从而减少了面积成本。 论文通过建立概率模型对方案的性能进行了分析，结果显示在特定条件下，提出的冗余结构能够达到99%的良率。这意味着即使在存在TSV失效的情况下，大多数3D IC仍能正常工作，大大降低了由于TSV失效导致的芯片报废率。这一成果对于推动3D IC技术的发展，特别是优化TSV的可靠性和成本效益具有重要意义。 这篇论文的研究成果为3D IC的可靠性设计提供了新的思路，通过链式信号转移冗余TSV方案，可以在不显著增加芯片面积的前提下，提高3D IC的整体性能和生产效率，对于未来的微电子学和集成电路设计领域具有重要参考价值。