三维高性能微处理器热分析技术研究
三维集成电路堆叠可以提高芯片的集成度、降低互连线长度和互连延迟,为设计高性能、高集成度的多核/众核微处理器提供了有利条件,是未来集成电路重要的发展趋势.然而集成度的提高将导致芯片的功率密度大大增加,使得芯片的温度上升,影响芯片的性能和可靠性.本文基于流行的三维集成电路温度仿真工具3D-ICE对不同的三维堆叠结构、不同的平面布局和不同功率密度的高性能微处理的热分布进行模拟分析,并模拟了微通道液体冷却的三维堆叠处理器的温度分布情况.实验结果显示,微通道液体冷却能够平均降低8.916K(65.19％)的温度,是多层堆叠下良好的散热方式;同时也发现三维堆叠层与层间的热交换效果.基于实验结果提出了改进三维堆叠层与层间热交换效果差的方法:BEOL层和粘结层尽可能采用高热导率的材料,以降低层与层间的热交换的热阻,提高热交换效果;层与层间的互连采用尽可能多的TSV,促进三维堆叠层与层间的热交换.
三维集成电路 热分析 堆叠结构 平面布局 功率密度
林志艺 唐遇星 窦强
国防科技大学计算机学院 长沙410073
国内会议
西宁
中文
30-36
2013-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）