3D芯片中热量敏感的自修复TSV块布图与设计方法研究

3D(三维)芯片技术已经成为集成电路技术的重要发展方向。由于TSV(Through-Silicon Vias，过硅通孔)的过硅特性、工艺复杂性、可靠性，其对3D芯片布图阶段的影响大大超过二维时期，急需对TSV进行模块化设计，特别是容错设计，使之融入3D芯片EDA（电子设计自动化）布图设计流程。.本项目拟研究：（1）协同考虑TSV块导热效应与功能模块热量情况的TSV块预布图方法，避免因布图而导致芯片出现"热斑"；（2）具备指定容错能力的自修复TSV模块化设计方法，通过新增少量冗余TSV，满足TSV块整体容错能力的需求；（3）针对自修复TSV块扩充影响的布图优化方法，考虑热量与面积约束，通过TSV块扩充策略优化已有的预布图，安置新增的冗余TSV和专用散热TSV。.本项目拟实现满足不同容错能力需求的TSV标准模块自动生成、自动布图、自动优化，对完善3D芯片的EDA布图设计流程具有重要参考价值。

3D(三维)芯片技术已经成为集成电路技术的重要发展方向。由于TSV(Through-Silicon Vias，过硅通孔)的过硅特性、工艺复杂性、可靠性，其对3D芯片布图阶段的影响大大超过二维时期，急需进行研究。国家自然科学基金青年基金“3D芯片中热量敏感的自修复TSV块布图与设计方法研究”于2011年立项，执行周期从2012年开始-2014年结束。在立项之初，本项目提出在3D芯片布图阶段，对TSV进行模块化设计，特别是容错设计，融入3D芯片EDA（电子设计自动化）布图设计流程，协同考虑。经过3年的项目执行期，通过长期而深入的科学研究，已经取得多项标志性成果，顺利实现了项目的研究目标。.本项目成果包括：（1）协同考虑TSV块导热影响与功能模块的热量情况，提出无“ 热斑” 的3D 芯片预布图方法。通过这种方法，在EDA设计流程中，初步确定TSV 块与功能模块位置；（2）提出了自修复TSV模块化设计方法与结构。根据需求生成具有指定修复能力的TSV标准模块，提供给EDA设计流程中使用；（3）提出自修复TSV块扩充策略。在已有的TSV块预布图的基础上，进一步优化，安置新增的冗余TSV和专用散热TSV。（4）在上述设计中，进行低功耗、低热量设计，避免“热斑”，形成具有操作性的、较完整的有助热量散失的自修复TSV 块布图与设计方法，有利于整合入标准的EDA 设计流程。.综上所述，本项目在3年项目执行期内，顺利的完成了项目的预定目标，提出了热量敏感的3D芯片布图与设计方法。同时，在本项目的支撑下，培养了申请人所在的研究方向队伍，锻炼与培养了相关研究生。本项目的顺利完成，也为本研究方向进一步深入科研，提高学术水平，提供了有力的支持。