Yarı iletken alanındaki en umut verici gelişmelerden biri, 3D Tümleşik Devrelerin (3D IC'ler) geliştirilmesidir. 3D IC'ler, şirketlerin yarı iletken tasarımlarını bölmelerine ve silikon Fikri Mülkiyetini (IP) en uygun süreç düğümleri ve süreçlerine sorunsuz bir şekilde entegre etmelerine olanak tanır. Bu stratejik bölümleme, daha az gecikme süresi, yüksek bant genişliğine sahip veri aktarımı, daha düşük üretim maliyetleri, artan levha verimi, en aza indirilmiş güç tüketimi ve sonuçta daha düşük genel maliyetler dahil olmak üzere bir dizi avantaj sağlar. Henüz ana akım olmasa da, chiplet'lerin artan standardizasyonu ve destekleyici araçların geliştirilmesi, hem büyük hem de küçük oyuncular için 3D IC'lerin pratik ve karlı bir şekilde uygulanmasının önünü açıyor. Bu cazip faydalar, gelişmiş heterojen paketleme ve 3D IC teknolojisinde önemli büyüme ve gelişmeye yol açtı. Ancak bu ilerleme aynı zamanda üretilebilirlik ve güvenilirlikle ilgili zorlukları da beraberinde getirdi ve 3D IC'lerin ana akım gerçeklik haline gelmesi için ele alınması gerekiyor.
Siemens EDA, bu zorlukları ele alan ve 3D IC yarı iletken güvenilirliği sağlamaya yardımcı olacak çözümler sunan bir e-Kitap yayınladı. 3D IC'lerin geliştirilmesinde yer alan herkes e-Kitabı çok bilgilendirici bulacaktır. Aşağıda kitaptaki önemli noktalara genel bir bakış yer almaktadır.
3D IC Yarı İletken Güvenilirliğini Sağlamadaki Zorluklar
3D IC'ler, araçların ve metodolojilerin seçimi, parazit çıkarma ve heterojen entegrasyon görevini kapsayan bir dizi zorluğu beraberinde getirdi.
2D IC'lerin imza stratejileri büyük ölçüde dökümhaneler tarafından sağlanan ve genellikle tek süreçli Çip Üzerinde Sistem (SoC) tasarımları için tasarlanan tasarım kural kitlerine dayanır. Ancak bu geleneksel yaklaşım, değişen süreçlere sahip birden fazla katmanın dahil olduğu 3D IC gelişmiş heterojen paketleme alanında yetersiz kalıyor. Geleneksel LVS, pasif bileşenlerin tanımı gereği eksik olduğu bir özellik olan pinler arasındaki elektrik bağlantılarını tanımaya dayanır. Bunu ele almak için pasif bileşenlerin etkisini kavrayacak ve aktif cihazlarla birlikte ara bağlantı rollerini dikkate alacak bir yöntem gereklidir. Montaj sonrası net listeleme ve simülasyon sonuçlarının doğru olması, ayrıntılı kablo yerleşimlerine ve malzeme bilgilerine bağlı olduğundan bu kritik öneme sahiptir. Eş düzlemli olan Çip Üzerindeki Sistemlerden (SoC'ler) farklı olarak, 3D IC'ler farklı dikey derinliklerdeki bileşenlerle istiflemeyi birleştirerek onları aynı düzlemde olmayan hale getirir. Bu eş düzlemli olmayan doğa, yarı iletken ve IC ambalaj tasarımcıları için, özellikle farklı proses teknolojilerine sahip bileşenler arasındaki etkileşimlerin değerlendirilmesi ve yinelemeli değerlendirmeler konusunda karmaşık zorluklar ortaya çıkarır. Sorun aynı zamanda kaynakların gereksiz kontrollerle israf edilmesini önlemek için hangi etkileşimlerin doğrulanması gerektiğinin belirlenmesini de içeriyor ve bu da 3D IC'lerin tasarım ve üretim sürecini daha da karmaşık hale getiriyor.
3D IC Yarı İletken Güvenilirliği için Çözümler
Bu zorlukların üstesinden gelmek, yenilikçi stratejilerin, araçların ve metodolojilerin bir karışımını gerektirir.
Doğru Modelleme: 3D IC'lerin zorluklarını çözmenin ilk adımı, son derece doğru modellerin oluşturulmasıdır. Through-Silicon Vias (TSV'ler) gibi bileşenler, parazitik elemanlarını hesaba katmak için hassas modelleme gerektirir.
Parazit Ekstraksiyonu: Doğru parazit ekstraksiyonu, bu yeni bileşenlerin sinyal bütünlüğü, güç verimliliği ve genel performans üzerindeki etkilerini anlamak için hayati öneme sahiptir. Gelişmiş çıkarma araçlarının kullanılması, mühendislerin TSV'ler ve mikro darbeler gibi bileşenlerin getirdiği karmaşık parazitik unsurları yakalamasına olanak tanır.
Veri Temsili: Organik tabanlı (PCB odaklı) 3D IC'ler için akıllı veri temsili çok önemlidir. Bu, ağ adları gibi bilgilerin, ayrıntılar aracılığıyla ve yapısal öğelerin yerel olarak tasarım veritabanına dahil edilmesini, parazit çıkarımları için kurulum süresinin kolaylaştırılmasını ve hata olasılığının azaltılmasını gerektirir.
Erken Planlama ve Kat Planlama: Çeşitli bileşenlerin entegrasyonunu ve güvenilir bir kat planı oluşturulmasını kolaylaştırmak için planlama araçlarının kullanılması kritik öneme sahiptir. Bu planlama adımı, bir 3D IC içindeki farklı katmanlar ve bileşenler arasındaki etkileşimleri anlamak için vazgeçilmezdir.
Özet
3D IC'lerin güvenilirliğini sağlamadaki zorluklar dikkate değerdir. Ancak yenilikçi araçları, metodolojileri ve akıllı veri temsilini benimseyerek bu engelleri aşmak mümkün. Doğru modelleme, hassas parazit çıkarma ve yenilikçi tasarım stratejileriyle mühendisler, en yüksek güvenilirlik standartlarına bağlı kalarak 3D IC teknolojisinin tüm potansiyelini açığa çıkarabilirler. Yarı iletken endüstrisi geliştikçe, 3D IC'ler elektronik cihazların geleceğini şekillendirmede önemli bir rol oynamaya hazırlanıyor ve tüketicilere daha güçlü, enerji açısından verimli ve kompakt çözümler vaat ediyor.
Bu gönderiyi şu yolla paylaş:
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://semiwiki.com/chiplet/337161-ensuring-3d-ic-semiconductor-reliability-challenges-and-solutions-for-successful-integration/
