Modèles compacts électro-thermiques du premier ordre et considération de bruit pour les circuits 3D

TLDR: In this article, a methode de conception globale for le circuit integre 3D dans le domaine electrique, thermique, electrothermique et aussi le bruit is presented.

Abstract: L'integration tridimensionnels (3D) ont ete couronnes de succes dans les dispositifs traditionnels pour augmenter la densite logique et reduire les distances de mouvement des donnees. Il resout les limites fondamentales de la mise a l'echelle, par ex. retard croissant dans les interconnexions, les couts de developpement et la variabilite. La plupart des peripheriques de memoire livres aujourd'hui comportent une forme d'empilage de puce. Mais en raison des limites de dissipation de puissance des circuits integres, la frequence de fonctionnement du MPU d'aujourd'hui a ete limitee a quelques GHz. Le but de la these est de fournir une methode de conception globale pour le circuit integre 3D dans le domaine electrique, thermique, electrothermique et aussi le bruit. A cette fin, la question de recherche est la suivante: Comment realiser la conception 3D IC, comment gerer VLS 3D IC et comment resoudre les problemes thermiques dans le CI 3D. Dans ce contexte, les methodes de simulation pour le substrat et egalement la connectivite relative (TSV, RDL, Micro strip et circuits integres dans le substrat) sont proposees. Afin de satisfaire la demande de recherche, un 3D-TLE et une impedance de substrat sont programmes dans Matlab, qui peut automatiquement extraire de tous les contacts; impedance, de forme arbitraire et de matiere arbitraire. L'extracteur est compatible a 100% avec le simulateur de cœur SPICE et verifie avec les resultats de mesure et les resultats de simulation FEM. Et comme pour une demo, une frequence de 26 GHz et un filtre RF de bande passante 2GHz sont proposes dans ce travail. Un autre simulateur electrothermique est egalement programme et verifie avec ADS. En tant que solution a la dissipation thermique locale, le caloduc plat est propose comme composant potentiel. Le modele caloduc est verifie avec une simulation FEM. La methode d'analyse du bruit des substrats et les methodes de calcul de electriques et thermo-mecanique KOZ sont egalement presentees.