3D PDN的电源阵列设计与分析

发布时间：2023-05-10 06:06

　　为了延续摩尔定律的发展,芯片逐渐向三维集成技术拓展。在三维集成技术中,3D PDN(Three-Dimension Power Delivery Network)为整个芯片提供稳定的电压,在一些特殊情况下,这将带来更大的电流密度和更复杂的电流切换方式,导致严重的电源完整性问题,影响芯片功能,因此稳定的3D PDN设计成为高性能三维集成技术的关键。在3D PDN的研究中,本文开展了如下工作:针对3D PDN设计中直流压降问题,本文采用基于寄生电阻分布的3D PDN分析方法,并探究了电流分布对直流压降的影响,分析指出,在3D PDN设计中根据芯片的电流分布,选择合适的3D PDN设计方案,可以有效降低3D PDN的直流压降。文章进一步讨论了TSV(Through Silicon Vias)的设计对3D PDN寄生电阻分布的影响,在相同的设计资源下,采用TSV平均分布的设计方案可以降低3D PDN的平均寄生电阻,降幅为43%,有利于降低电流平均分布状态下3D PDN的直流压降,而采用TSV密集分布的设计方案可以降低3D PDN的最小寄生电阻,有利于降低电流分布不均匀状态下的直流压降。本文采用...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的研究内容及工作安排
第二章 PDN理论基础
    2.1 PDN的结构及组成
    2.2 3D PDN简介
    2.3 LDO的稳定性分析
    2.4 本章小结
第三章 基于寄生电阻分布的3D PDN设计与分析
    3.1 3D PDN的研究方法
    3.2 基于寄生电阻的IR压降分析
        3.2.1 小规模3D PDN的寄生电阻分布
        3.2.2 小规模3D PDN的 IR压降分析
    3.3 TSV的设计对3D PDN寄生电阻分布的影响
        3.3.1 TSV直径对3D PDN寄生电阻分布的影响
        3.3.2 TSV位置对3D PDN寄生电阻分布的影响
    3.4 3D PDN的分割式分析
    3.5 本章小结
第四章 3D PDN上 LDO阵列的设计与分析
    4.1 P/G TSV对仿真结构
    4.2 基于TSV的3D PDN设计
        4.2.1 3D PDN的结构与参数分析
        4.2.2 3D PDN的 SSN噪声分析与优化
    4.3 基于联合仿真方案的3D PDN性能分析
        4.3.1 3D PDN联合仿真方案
        4.3.2 基于DFC频率补偿的LDO电路
        4.3.3 3D PDN上 LDO的频率特性
        4.3.4 基于LDO阵列的3D PDN瞬态特性
        4.3.5 3D PDN的电容设计与分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3813190