摘要 — 最近的芯片集成工艺使多个有源芯片能够在同一封装中进行 3D 堆叠,从而提供更高的逻辑密度、更低的功耗和显著的芯片间带宽。现场可编程门阵列 (FPGA) 可以从 3D 芯片集成中受益,方法是堆叠多个同质 FPGA 结构以增加逻辑容量,或与其他异构专用集成电路 (ASIC) 集成。这开启了无数的研究问题和相互关联的设计选择。然而,我们缺乏建模这些 3D 可重构设备并定量探索其巨大设计空间所需的工具。在这项工作中,我们增强了现有的 FPGA 架构探索工具并构建了新的工具来解决这一差距,重点关注电路级结构建模、3D 集成考虑、系统级架构和计算机辅助设计 (CAD) 工具。我们通过集成升级版的 COFFE 自动晶体管尺寸调整工具来扩展 RAD-Gen 框架,该工具支持 7 nm FinFET,并为较新的工艺技术提供更精确的金属感知面积模型。我们还在 RAD-Gen 中实现了新工具,用于对 3D 架构的芯片间连接和电源分配网络进行建模。此外,我们还推出了新版多功能布局布线 (VPR) 工具,该工具可以对 3D 设备进行建模,并对其架构描述语言和布局布线引擎进行了增强。最后,我们通过对同构和异构 3D 可重构设备进行建模和评估,展示了我们增强工具的功能。
恩智浦在 IPCEI ME/CT 资助的帮助下扩大了在欧洲的研发范围 • 这些资助由奥地利、德国、荷兰和罗马尼亚各自的部委提供 • 通过计划中的投资,恩智浦强调了其对欧洲更大创新和更大供应链稳定性的承诺,并在最近宣布的计划合资建设第一家欧洲台积电工厂的基础上再接再厉 荷兰埃因霍温,2023 年 9 月 19 日——恩智浦半导体公司 (NXP Semiconductors NV) (纳斯达克股票代码:NXPI) 正在通过各自国家提供的资助加强其在欧洲的研发,这是第二个欧洲“欧洲共同利益微电子和通信技术重要项目”(IPCEI ME/CT) 的一部分。最终的投资决定有待公共资金数额的确认。恩智浦位于奥地利、德国、荷兰和罗马尼亚的专门团队将为汽车、工业和网络安全领域开发创新。其中包括5纳米技术、先进的汽车驾驶辅助和电池管理系统、6G和超宽带,以及人工智能、RISC-V和后量子密码学。恩智浦总裁兼首席执行官 Kurt Sievers 表示:“恩智浦计划利用 IPCEI ME/CT 资金对奥地利、德国、荷兰和罗马尼亚的工厂进行投资,彰显了我们致力于为实现欧洲数字化和绿色转型做出重大贡献的承诺。” “它们强调了我们对欧洲更大创新和更大供应链稳定性的承诺,并对恩智浦计划参与台积电第一家欧洲代工厂的合资业务进行了补充。我们坚信扩大研究、开发和生产对欧洲至关重要。必须成功巩固这三个关键要素,才能增强欧洲半导体生态系统的弹性。”四国多个基地的广泛研发能力使得恩智浦能够推动创新,为欧盟工业战略的实施做出重要贡献。该公司将与来自欧洲各地工业和学术界的 50 多个合作伙伴组成的强大生态系统一起,专注于欧洲关键技术的发展。目前,没有其他参与IPCEI ME/CT的微电子公司计划在如此多的欧洲成员国进行投资。此外,恩智浦积极参与IPCEI ME/CT四个工作领域中的三个:“感知”、“思考”和“沟通”,这体现了恩智浦的领先领域和战略重点。继宣布对奥地利、德国、荷兰和罗马尼亚的投资计划后,该公司将与台积电、博世、英飞凌等共同成立一家名为ESMC(欧洲半导体制造公司)的合资公司,建设台积电在欧洲首个半导体制造工厂。计划中的300毫米半导体制造厂将建在德累斯顿,预计每月产能为4万片300毫米(12英寸)晶圆,采用台积电28/22纳米平面CMOS和16/12纳米FinFET工艺技术。合资企业将通过现代 FinFET 晶体管技术进一步加强欧洲半导体生态系统,并创造约 2,000 个新的高素质就业岗位。
摘要 — 工艺变化和器件老化给电路设计人员带来了巨大的挑战。如果不能准确了解变化对电路路径延迟的影响,就无法正确估计用于防止时序违规的保护带。对于先进技术节点,这个问题更加严重,因为晶体管尺寸达到原子级,既定裕度受到严重限制。因此,传统的最坏情况分析变得不切实际,导致无法容忍的性能开销。相反,工艺变化/老化感知静态时序分析 (STA) 为设计人员提供了准确的统计延迟分布。然后可以有效地估计较小但足够的时序保护带。但是,这种分析成本高昂,因为它需要密集的蒙特卡罗模拟。此外,它需要访问机密的基于物理的老化模型来生成 STA 所需的标准单元库。在这项工作中,我们采用图神经网络 (GNN) 来准确估计工艺变化和器件老化对电路内任何路径延迟的影响。我们提出的 GNN4REL 框架使设计人员能够快速准确地进行可靠性评估,而无需访问晶体管模型、标准单元库甚至 STA;这些组件都通过代工厂的训练整合到 GNN 模型中。具体来说,GNN4REL 是在 FinFET 技术模型上进行训练的,该模型根据工业 14 nm 测量数据进行了校准。通过对 EPFL 和 ITC-99 基准以及 RISC-V 处理器的大量实验,我们成功估计了所有路径的延迟退化(尤其是在几秒内),平均绝对误差低至 0。01 个百分点。
高级电子学学分 3-0-0:3 课程教育目标: COE1 让学生熟悉先进的电子设备及其应用。 COE2 培养对数字电路设计和使用微控制器连接简单系统的理解。 COE3 培养对通信系统的理解。 UNIT-1 9 L 半导体器件:载流子的漂移和扩散、电荷的产生和复合、直接和间接半导体。PN 结、二极管方程、PN 结的势垒宽度和电容、变容二极管、开关二极管、作为开关和放大器的 FET、光电器件:LED、二极管激光器、光电探测器和太阳能电池。 UNIT-2 9 L 先进电子设备:金属氧化物场效应晶体管 (MOSFET)、MOSFET 中的短沟道效应、鳍式场效应晶体管 (FinFET)、铁电场效应器件和 2D 纳米片器件;新兴存储设备:DRAM、ReRAM、FeRAM 和相变存储器 (PCM) 以及通用存储设备。UNIT-3 10 L 模拟系统:锁相环及其应用频率倍增;模拟乘法器及其应用;对数和反对数放大器;仪表放大器;传感器:温度、磁场、位移、光强度和力传感器组合电路设计:编程逻辑器件和门阵列、7 段和 LCD 显示系统、数字增益控制、模拟多路复用器、基于 PC 的测量系统;序贯电路设计:不同类型的 A/D 和 D/A 转换技术、TTL、ECL、MOS 和 CMOS 操作和规格。 UNIT-4 9 L 通信系统:通信系统的概念、电磁频谱的作用、通信系统术语的基本概念、调制的必要性、幅度、频率、脉冲幅度、脉冲位置、脉冲编码调制、通信系统中的信息、编码、脉冲调制的类型、脉冲宽度调制 (PWM)、脉冲位置调制 (PPM)、脉冲编码调制 (PCM) 的原理;数字通信简介。参考书:
• 基本 FEOL 可靠性:栅极电介质中缺陷的产生会导致电介质击穿和器件性能下降 - Kenji Okada,TowerJazz 松下半导体 • 复合半导体可靠性 101 - Bill Roesch,Qorvo • 互连可靠性基础知识 - Zsolt Tokei,IMEC • VLSI 设计方法和可靠性设计验证 - Michael Zaslavsky 和 Tim Turner,可靠性模拟组 • 电迁移 101 - Cathy Christiansen,Global Foundries • NAND 闪存可靠性 - Hanmant Belgal 和 Ivan Kalastirsky,英特尔 • 芯片封装相互作用 (CPI) 及其对可靠性的影响 - CS Premachandran,Global Foundries • 故障分析的挑战 - 汽车和超越摩尔定律 - Ulrike Ganesh,博世 • 1.NBTI 在半导体领域的最新进展HKMG p-MOSFET 和 2。现代 FINFET、ETSOI 和全栅极 III-V 晶体管中自热的新兴挑战:从晶体管到平板电脑的视角 - Souvik Mahapatra(孟买印度理工学院)和 Muhammad Ashraf Alam(普渡大学) • 汽车转型 - 从应用到半导体技术的成本、上市时间、可靠性和安全性驱动的设计优化 - Andreas Aal,大众汽车公司 • AlGaN /GaN 功率器件可靠性 - Peter Moens,安森美半导体 • 可靠性工程的系统遥测 - Rob Kwasnick,英特尔 • 高级 MOL 和 BEOL 可靠性 - Shou Chung Lee,台积电 • 汽车功能安全简介 - 历史、趋势和与可靠性的关系 - Karl Greb,NVIDIA • 相变存储器:从基础技术到系统方面和新应用 - Haris Pozidis,IBM • 系统可靠性 - Geny Gao,博士 • 先进封装和 3D 可靠性 - C. Raman Kothandaraman,IBM • 兼顾基于知识和基于标准的资格 - Bob Knoell,汽车电子委员会和 NXP • 自旋转矩 MRAM - Daniel C. Worledge,IBM • 现场容错、自我修复、检测和恢复技术的考虑因素 - Arijit Biswas,英特尔
• Tut6 - 计算陆地宇宙射线位移损伤 - Melanie Raine - CEA • Tut7 - 对 MOL/BEOL TDDB 可靠性的理解和挑战 - Andrew Kim - Intel • Tut8 - GaN 可靠性 - Enrico Zanoni - 帕多瓦大学 • Tut9 - 非硅半导体上的高 K 电介质 - Chadwin Young - 德克萨斯大学 - 达拉斯分校 • Tut10 - 先进的 3D 闪存架构 - Hang Ting Lue - Macronix • Tut11 - 磁共振技术 - Mark Anders - NIST • Tut12 - DRAM 可靠性概述 - Hokyung Park - SK hynix • Tut13 - Si 器件中的热载流子退化 - 从实验观察到精确的物理建模 - Stanislav Tyaginov - IMEC • Tut14 - 先进互连的金属可靠性 - Olalla Varela - IMEC • Tut15 - 汽车 - Andreas Aal – 大众汽车(与 IEW 合作)/ Oliver Aubel - Globafoundries • Tut16 - 4H SiC 金属氧化物半导体场效应晶体管中的可靠性和性能限制缺陷 - Patrick Lenahan - 宾夕法尼亚州立大学 • Tut17 - CMOS 低温电子学的应用和特性 - Pragya Shrestha - NIST • Tut18 - 电子设计自动化 (EDA) 解决方案,用于 CMOS 和 HV 技术中的闩锁验证 - Michael Khazhinsky - Silicon Labs(与 IEW 合作) • Tut19 - EOS、ESD、瞬态、AMR、EIPD、稳健性、老化 - 所有这些部分都属于同一个难题吗? - Hans Kunz - 德州仪器(与 IEW 合作) • Tut20 - 探索 ESD 和
基于硅的技术显示了量子信息处理的巨大潜力[1]。硅自旋量子位已被证明是竞争性的固态量子量子系统,具有很长的连贯性时间[2,3],并且已经证明了误差校正阈值以上的单个和两量子门的保真度[4,5]。与CMOS技术的兼容性允许利用微电子行业的能力在工业铸造厂内建立大规模的Quantum Systems。随着量子系统的扩大规模,在低温下进行量子读数和控制的协整电子已经成为必要[6,7]。硅系统允许在同一芯片上构建控制电子设备和量子实验,并在该方向上提出了一些架构[8,9],激励了从4 K到Kelvin温度运行的CMOS设备的开发。研究CMOS技术的低温性能已经变得高度相关,并且最近已经建立了将紧凑的建模降至少数开尔文[10,11]。因此,找到创新的,行业兼容的CMOS技术,可以为大规模集成控制电源提供可能性,可用于量子信息过程,这是一个重要的里程碑。目前,仅在polysilicon Gate [12],FD-SOI [13]和FinFET [14,15] Technologies中,仅在SI-MOS中证明了使用行业标准制造工艺制成的自旋量子。此外,“平面散装晶体管”建筑本身面临着严重的物理问题 -同时,在过去的几十年中,半核行业引入了大量的创新(对于最值得注意的应变工程[16,17],High-k/Metal Gates(HKMG)简介[17,18] [17,18],并进行了闸门的整合[17,18]),以追求De-vice de-vice dow-vice downsscalions downssscalions downssscalions sermist'sermist''
• 基本 FEOL 可靠性:栅极电介质中缺陷的产生会导致电介质击穿和器件性能下降 - Kenji Okada,TowerJazz 松下半导体 • 复合半导体可靠性 101 - Bill Roesch,Qorvo • 互连可靠性基础知识 - Zsolt Tokei,IMEC • VLSI 设计方法和可靠性设计验证 - Michael Zaslavsky 和 Tim Turner,可靠性模拟组 • 电迁移 101 - Cathy Christiansen,Global Foundries • NAND 闪存可靠性 - Hanmant Belgal 和 Ivan Kalastirsky,英特尔 • 芯片封装相互作用 (CPI) 及其对可靠性的影响 - CS Premachandran,Global Foundries • 故障分析的挑战 - 汽车和超越摩尔定律 - Ulrike Ganesh,博世 • 1. HKMG p-MOSFET 中 NBTI 的最新进展以及 2.现代 FINFET、ETSOI 和全栅极环绕 III-V 晶体管中自热的新挑战:从晶体管到平板电脑的视角 - Souvik Mahapatra(印度理工学院,孟买)和 Muhammad Ashraf Alam(普渡大学)• 汽车转型 - 从应用到半导体技术的成本、上市时间、可靠性和安全性驱动的设计优化 - Andreas Aal,大众汽车集团 • AlGaN/GaN 功率器件可靠性 - Peter Moens,安森美半导体 • 可靠性工程的系统遥测 - Rob Kwasnick,英特尔 • 高级 MOL 和 BEOL 可靠性 - Shou Chung Lee,台积电 • 汽车功能安全简介 - 历史、趋势和与可靠性的关系 - Karl Greb,NVIDIA • 相变存储器:从基础技术到系统方面和新应用 - Haris Pozidis,IBM • 系统可靠性 - Geny Gao,博士 • 先进封装和 3D 可靠性 - C. Raman Kothandaraman,IBM • 兼顾基于知识和基于标准的资格 - Bob Knoell,汽车电子委员会和 NXP • 自旋转矩 MRAM - Daniel C. Worledge,IBM • 现场容错、自我修复、检测和恢复技术的考虑因素 - Arijit Biswas,英特尔
近年来,半导体过程技术的演变继续缩小大型集成电路中的临界维度[1-3]。高级芬费逻辑过程已经变得更加复杂,可以在多功能和更强大的SI芯片中实现更紧密的晶体管。反应性离子蚀刻步骤通过等离子体增强[4-5]在高级纳米级过程中不可避免地实现高纵横比结构,这对于高包装密度电路至关重要[6]。对于超过45nm的CMOS技术节点,晶体管门从带有二氧化硅的常规聚硅门变为高K金属栅极堆栈[7-8]。这种变化不仅使设备更容易受到血浆诱导的损害的影响,而且可能导致对高K介电层的潜在潜在损害[9]。在最先进的FinFET制造过程中,不可避免地会产生较高的等离子诱导充电事件的RF等离子体步骤,例如蚀刻,沉积和清洁过程,这会产生较高的频率[10]。可能会在金属结构上进行正充电和负电荷。随着这些电荷经过预先存在的金属线和触点制成的导电路径,通过电路的脆弱部分进行了不良放电,尤其是通过晶体管栅极介电介电出现可能会带来重大的可靠性问题。例如,在干燥的蚀刻步骤中,散射在反应表面上撞击离子和溅射材料会导致散装鳍中更多的缺陷[11-12]。为了避免等离子充电事件导致电路不可逆转的损害,给出了限制金属结构尺寸的设计规则。减轻PID的另一个例子包括使用保护二极管,这可能会使血浆充电电流从敏感电路中移开[13]。引入原位蒸汽产生(ISSG)氧化门报道,据报道提高其对血浆损伤的耐受性[14]。此外,还发现修剪腔室和修饰PECVD-TI沉积过程可减轻血浆诱导的损伤[15]。这些方法中的大多数会导致电路设计灵活性或处理权衡的不良限制。
高级LSI包装的最新趋势:纺织品科学和技术纤维纤维创新培养基的应用简介,新生大学,3-15-1 TOKIDA,UEDA,NAGANO 386-8567,日本 *ueno-t@shinshu-t@shinshu-u.ac.jp for for for for for for hy for高lse ands for高lsi,2D软件包也称为MCM(多芯片模块),Fowlp(扇出晶圆级包装),该包装已应用于智能手机,2.5D包装,使用硅芯片作为插入器,芯片嵌入式包装,以补偿2D和2.5D包装的缺点,以及最近引起了重大关注的3D包装。虽然通过缩小关键特征大小和扩展规则来提高性能变得越来越困难,但提议的chiplet概念使软件包技术在进一步提高LSIS的性能方面发挥了作用。关键字:MCM(多芯片模块),FOWLP(扇出晶圆级包装),2.5D包装,芯片嵌入式包装,3D包装,chiplets,chiplets,光敏材料1。引言数字化协会通过增强LSI(大规模集成)性能的大大提高。此外,数据科学的增长,数据通信的扩展,人工智能(人工智能),物联网(物联网),绿色技术,自动驾驶将需要更高的绩效计算机。这些对支持上述技术的更高绩效LSI的需求正在继续。LSI通过在LSI芯片和缩放定律中的关键特征大小的收缩来提高性能的历史。目前,每芯片晶体管的数量超过100亿,接近1000亿。这是通过图案大小收缩光刻技术实现的,而且努力正在继续。但是,据说所谓的摩尔定律通过增加组件密度来降低成本,从而开始放慢速度。较小特征大小的光刻的持续发展变得越来越昂贵,并且通过增加的最先进设备的成本(例如EUV曝光工具),复杂的过程,诸如多模式的过程以及新晶体管结构的复杂性(例如Fin Finfet)(Fin Field-field-