2.5D/3D芯片的案例
2.5D/3D芯片-封裝-系統(tǒng)協(xié)同仿真技術(shù)研究
并且2.5D/3D芯片目前的主要應(yīng)用場景包括人工智能/網(wǎng)絡(luò)通信等，其典型功耗可能高達(dá)300W，所以在實際工作過程中，功耗及散熱問題，以及熱應(yīng)力形變等問題非常突出，設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)包括，如何有效的優(yōu)化芯片功耗，保證信號通道的傳輸速率，保證系統(tǒng)散熱能力，確保熱/結(jié)構(gòu)可靠性能力，如何通過仿真手段在初期對設(shè)計方案進(jìn)行篩選和優(yōu)化，尤其是針對2.5D/3D芯片封裝的仿真方法和流程，也是目前業(yè)界的研究熱點(diǎn)，內(nèi)容包括Interposer/TSV等結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)化，芯片與封裝的聯(lián)合仿真，電熱耦合仿真等。本文主要介紹了 2.5D/3D芯片封裝的發(fā)展趨勢及其對傳統(tǒng)仿真方法流程的挑戰(zhàn)，并通過經(jīng)驗總結(jié)討論了針對的2.5D/3D芯片的芯片-封裝-系統(tǒng)協(xié)同多物理場仿真方法。
2
2.5D/3D芯片仿真設(shè)計挑戰(zhàn)
2.1
2.5D/3D芯片先進(jìn)封裝發(fā)展趨勢
半導(dǎo)體行業(yè)最著名的一條經(jīng)驗當(dāng)屬摩爾定律了，即集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便增加一倍。摩爾定律在過去的50年成為半導(dǎo)體行業(yè)一直遵循的準(zhǔn)則，準(zhǔn)確預(yù)言了整個行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。
展開 行業(yè)應(yīng)用方案 | 2.5D/3D 芯片封裝
Ansys 行業(yè)應(yīng)用方案連載（5） | 2.5D/3D 芯片封裝
隨著半導(dǎo)體工藝的不斷縮小，物理極限制約著工藝的進(jìn)一步發(fā)展。2.5D/3D IC先進(jìn)封裝技術(shù)通過堆疊2D芯片，并在3D方向進(jìn)行連接，有望進(jìn)一步提升芯片集成密度，并且顯著減小互聯(lián)延時和互聯(lián)密度，挖掘系統(tǒng)的性能潛力，系統(tǒng)的功耗也得以降低。2.5D/3D IC封裝提供了比以往都要靈活的方法，把不同技術(shù)的集成電路進(jìn)一步集成，如存儲器和邏輯電路、射頻（RF）和混合信號組件、光電子器件等，為實現(xiàn)小而強(qiáng)大的系統(tǒng)提供了新方向。
2.5D/3D IC封裝提供更高集成度的同時，也引入了非常多的挑戰(zhàn)。布線尺寸的減小增加了互連線之間的干擾，芯片間距的縮小增加了相互干擾，發(fā)熱將會成為約束系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，必須對熱進(jìn)行合理的規(guī)劃和管理，多芯片的堆疊也增加了應(yīng)力開裂的風(fēng)險。Ansys CPS Platform提供了從芯片，封裝，PCB，系統(tǒng)級的多物理層耦合的仿真平臺，覆蓋電磁，電熱，應(yīng)力多個學(xué)科。Ansys成熟的解決方案，成熟的工具配套，廣泛的用戶群體，為2.5D/3D IC的產(chǎn)品設(shè)計提供了強(qiáng)有力的支撐。
展開 2025大賽優(yōu)秀作品 | 2.5D/3D設(shè)計中的芯片電源網(wǎng)絡(luò)分析方案
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</figure><p class="ql-align-center"><strong>作品名稱：2.5D/3D設(shè)計中的芯片電源網(wǎng)絡(luò)分析方案</strong></p><p class="ql-align-center"><strong>作者： 丁萍 | 深圳市中興微電子技術(shù)有限公司 工程師</strong></p><p class="ql-align-center"><strong><em>關(guān)鍵詞：</em></strong><em>2.5DIC, silicon bridge, power integrity</em></p><p><strong>作者說</strong></p><p>RedHawk-SC 和 RedHawk-SC Electrothermal 的聯(lián)合使用，具備在項目早期快速迭代的功能，提高迭代效率。早期采用RedHawk-SC進(jìn)行基于die 的floorplan電源規(guī)劃 + 封裝互聯(lián)的分析，可以看到早期的電源策略問題，提前發(fā)現(xiàn)供電問題，從而實現(xiàn)修復(fù)/更改，從而以最少的設(shè)計努力減少供電風(fēng)險。
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2.5D/3D IC先進(jìn)封裝技術(shù)通過堆疊2D芯片，并在3D方向進(jìn)行連接，有望進(jìn)一步提升芯片集成密度，并且顯著減小互聯(lián)延時和互聯(lián)密度，挖掘系統(tǒng)的性能潛力，系統(tǒng)的功耗也得以降低。2.5D/3D IC封裝提供了比以往都要靈活的方法，把不同技術(shù)的集成電路進(jìn)一步集成，如存儲器和邏輯電路、射頻（RF）和混合信號組件、光電子器件等，為實現(xiàn)小而強(qiáng)大的系統(tǒng)提供了新方向。
2.5D/3D IC封裝提供更高集成度的同時，也引入了非常多的挑戰(zhàn)。布線尺寸的減小增加了互連線之間的干擾，芯片間距的縮小增加了相互干擾，發(fā)熱將會成為約束系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，必須對熱進(jìn)行合理的規(guī)劃和管理，多芯片的堆疊也增加了應(yīng)力開裂的風(fēng)險。Ansys CPS Platform提供了從芯片，封裝，PCB，系統(tǒng)級的多物理層耦合的仿真平臺，覆蓋電磁，電熱，應(yīng)力多個學(xué)科。Ansys成熟的解決方案，成熟的工具配套，廣泛的用戶群體，為2.5D/3D IC的產(chǎn)品設(shè)計提供了強(qiáng)有力的支撐。
Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS) 工藝（圖片來源：wikichip）
Ansys解決方案
一、Interposer參數(shù)提取和設(shè)計優(yōu)化
Interposer作為2.5D/3D IC互聯(lián)的載體，精確的互聯(lián)參數(shù)提取是非常重要的一個環(huán)節(jié)，HFSS/SIwave可以提供多種求解器。
展開 
Ansys RaptorH憑2.5D/3D集成電路和系統(tǒng)領(lǐng)域抗電磁效應(yīng)獲三星Foundry認(rèn)證
Ansys與三星的深入合作將加速AI、高性能計算和5G半導(dǎo)體設(shè)計的2.5D/3D IC驗證
Ansys? RaptorH?電磁（EM）仿真解決方案已通過三星Foundry的認(rèn)證，該解決方案用于研發(fā)高級片上系統(tǒng)（SoC）和2.5維/三維集成電路（2.5D/3D-IC）。此次認(rèn)證使得Ansys能夠幫助三星設(shè)計人員及三星Foundry客戶在采用三星新的簽核流程時更準(zhǔn)確地分析并降低電磁效應(yīng)帶來的風(fēng)險，從而大幅加速先進(jìn)人工智能（AI）、高性能計算（HPC）以及5G半導(dǎo)體設(shè)計的發(fā)展。
三星的一系列高級納米硅和2.5D/3D-IC技術(shù)需要一種驗證電磁干擾的簽核方法，避免其影響到復(fù)雜的多芯片裝配體，而傳統(tǒng)工具在設(shè)計上難以滿足這一要求。工程師需要高容量電磁分析工具來準(zhǔn)確建模超大型SoC和2.5D/3D裝配體的信號完整性，這些裝配體能以極高的數(shù)據(jù)速率處理信號。2.5D/3D-IC中信號之間難以量化的相互作用是關(guān)鍵故障點(diǎn)，限制了新技術(shù)的推廣。
將Ansys? HFSS?的高保真度高頻電磁求解器與Ansys? RaptorX?的高速魯棒性架構(gòu)結(jié)合之后，RaptorH高度集成的分析解決方案有助于三星設(shè)計師對電磁現(xiàn)象建模，提高其2.5D/3D芯片裝配體中的頻率，同時確保寄生效應(yīng)不會影響系統(tǒng)。這將推動這些新型封裝技術(shù)更快地進(jìn)入主流生產(chǎn)，并大幅降低風(fēng)險。
展開 報名 | Ansys 2022 R1 SIPI新功能
在AEDT 3D Layout環(huán)境中可自動生成HFSS Region，提升SIwave和HFSS混合求解大型PCB辦卡設(shè)置效率；全新的Phi+網(wǎng)格技術(shù)提升Phi網(wǎng)格技術(shù)無法處理的非平面結(jié)構(gòu)，并配合網(wǎng)格融合技術(shù)全面求解3D組裝的大尺度設(shè)計；另外在疊層、過孔、阻抗和DDRx系列仿真向?qū)В约癐C&GDS仿真流程上均有不同程度的提高和改善，提升用戶使用體驗。
2月23日，Ansys 2022 R1新品發(fā)布系列中將上線『Ansys 2022 R1 SIPI新功能』網(wǎng)絡(luò)研討會，歡迎廣大信號完整性、電源完整性工程師和PCB設(shè)計工程師預(yù)約本次活動。
時間
2月23日（星期三），16:00-17:00
講師介紹
侯明剛 | Ansys主任工程師
哈爾濱工業(yè)大學(xué)自控專業(yè)，在控制系統(tǒng)、高速互連和電磁干擾領(lǐng)域擁有十多年從業(yè)經(jīng)驗，擁有大量使用仿真軟件解決工程設(shè)計問題的實戰(zhàn)經(jīng)驗。目前負(fù)責(zé)Ansys芯片-封裝/電路板-系統(tǒng)（CPS）協(xié)同仿真設(shè)計解決方案，通過芯片到系統(tǒng)的電、熱、力多物理耦合分析，全面提升電子產(chǎn)品設(shè)計可靠性。
展開 電磁仿真：計算復(fù)雜的耦合作用
想要了解更多Ansys HFSS相關(guān)內(nèi)容，可查看近期『2021 Ansys Innovation大會』——射頻與天線專題分會場，>成為Ansys數(shù)字資源中心會員查看更多精彩內(nèi)容" linktype="text" imgurl="" tab="outerlink" data-linktype="2">>>成為Ansys數(shù)字資源中心會員查看更多精彩內(nèi)容
關(guān)于Ansys CPS 解決方案
Ansys CPS（Chip+Package+System）多物理場仿真方案，包含了Redhawk/HFSS等業(yè)界黃金工具，基于CPM/CSM/CTM等獨(dú)有的芯片模型，通過協(xié)同仿真考察芯片與PKG/PCB之間的耦合影響，通過電、熱、結(jié)構(gòu)之間的多物理場耦合仿真使得仿真精度更高，幫助設(shè)計者優(yōu)化從芯片至系統(tǒng)的SIPI/熱/結(jié)構(gòu)可靠性等設(shè)計指標(biāo)，此流程已經(jīng)支持多家客戶在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)和大規(guī)模的2.5D/3D IC設(shè)計上成功流片。
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展開 當(dāng)芯片設(shè)計遭遇3D瓶頸...
想要了解更多Ansys半導(dǎo)體解決方案，可查看近期『2021 Ansys Innovation大會』——CPS-芯片封裝系統(tǒng)專題分會場，>成為Ansys數(shù)字資源中心會員查看更多精彩內(nèi)容" linktype="text" imgurl="" tab="outerlink" data-linktype="2">>>成為Ansys數(shù)字資源中心會員查看更多精彩內(nèi)容
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展開 Ansys攜手臺積電推出面向3D-IC設(shè)計的熱分析解決方案
臺積電與Ansys展開合作，將Icepak?作為臺積電3DFabric?技術(shù)的熱基準(zhǔn)
主要亮點(diǎn)
兩家公司合作運(yùn)用RedHawk-SC Electrothermal為臺積電3DFabric技術(shù)提供綜合全面的分層熱分析解決方案
臺積電將Ansys RedHawk-SC?用于3DFabric設(shè)計的電源完整性（EM/IR）簽核
臺積電與Ansys合作為使用臺積電3DFabric?構(gòu)建的多芯片設(shè)計開發(fā)綜合全面的熱分析解決方案。3DFabric?是臺積電3D芯片堆疊與高級封裝技術(shù)的綜合系列。該解決方案基于Ansys工具，用于仿真包含多個芯片的3D和2.5D電子系統(tǒng)的溫度，這些芯片使用先進(jìn)的臺積電3DFabric技術(shù)緊密堆疊在一起。精細(xì)的熱分析可防止這些系統(tǒng)因過熱而失效，并提高其壽命可靠性。
臺積電與Ansys合作，將Icepak?作為臺積電3DFabric技術(shù)的熱分析基準(zhǔn)。
展開 Ansys憑借新一代驅(qū)動設(shè)計產(chǎn)品榮獲2021年臺積電OIP年度合作伙伴獎
Ansys榮獲 “聯(lián)合研發(fā)4nm設(shè)計基礎(chǔ)架構(gòu)” 和 “聯(lián)合研發(fā)3DFabric?設(shè)計解決方案” 兩大獎項
主要亮點(diǎn)
Ansys多物理場簽核技術(shù)對于經(jīng)典摩爾定律普及以及臺積電突破性的2.5D/3D多芯片技術(shù)至關(guān)重要
憑借向臺積電N4工藝技術(shù)提供晶圓代工廠認(rèn)證的先進(jìn)電源完整性與可靠性簽核認(rèn)證工具，Ansys榮獲“聯(lián)合研發(fā)4nm設(shè)計基礎(chǔ)架構(gòu)”獎項
憑借向臺積電的3D芯片堆疊與高級封裝技術(shù)綜合系列——3DFabric?，提供經(jīng)過晶圓代工廠認(rèn)證的熱、電源完整性和可靠性解決方案，Ansys榮獲“聯(lián)合研發(fā)3DFabric?設(shè)計解決方案”獎項
近日，Ansys 榮獲兩項臺積電2021年OIP年度最佳合作伙伴獎，分別是“聯(lián)合研發(fā)4nm設(shè)計基礎(chǔ)架構(gòu)”和“聯(lián)合研發(fā)3DFabric?設(shè)計解決方案”獎項。年度最佳合作伙伴獎旨在表彰臺積電開放創(chuàng)新平臺?（OIP）生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴在過去一年中對新一代設(shè)計支持所做出的杰出貢獻(xiàn)。Ansys和其他OIP生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的共同努力有效推動了半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新。
展開 
電磁兼容專場 | Ansys SI/PI/EMI 2021 R1 新功能介紹
在近期發(fā)布的Ansys 2021 R1新版本中，進(jìn)一步強(qiáng)化芯片封裝和PCB系統(tǒng) (CPS)設(shè)計流程，為以高性能SoC和2.5D/3D封裝芯片為核心的智能電子設(shè)備的電源完整性、信號完整性和EMI分析提供了無與倫比的仿真能力和精度；隨著最新的Ansys HFSS網(wǎng)格融合技術(shù)在3D Layout中的突破，Ansys Q3D CG求解精度和收斂性也得到極大提升；而平臺級電磁兼容電纜建模工具Ansys EMA3D Cable 也可生成包含所有電磁影響的電纜s參數(shù)模型。
Ansys 2021 R1新品發(fā)布系列網(wǎng)絡(luò)研討會——Ansys SI/PI/EMI 2021 R1 新品發(fā)布即將開啟，歡迎大家報名！
Ansys SI/PI/EMI 2021 R1 新功能介紹
Ansys EMA3D Cable產(chǎn)品更新
Ansys Icepak 產(chǎn)品更新
* 注意事項：請選擇您感興趣的會議主題點(diǎn)擊報名即可參加。參會詳細(xì)信息將在會前1-2天通過郵件/短信方式發(fā)送至您報名所留聯(lián)系方式。
【Ansys 2021 R1新品發(fā)布系列網(wǎng)絡(luò)研討會】
活動形式：網(wǎng)絡(luò)直播
時間：每天16:00-17:00
費(fèi)用：免費(fèi)
3月17日 | Ansys SI/PI/EMI 2021 R1 新功能介紹
簡介：了解Ansys 2021 R1版本SIPI和EMI的產(chǎn)品新功能，包括自動化PCB設(shè)計的DDR向?qū)ВС諥nsys Granta材料庫和差分信號時域串?dāng)_掃描等。隨著最新Ansys HFSS網(wǎng)格融合技術(shù)在3D Layout中的突破，Ansys Q3D CG求解精度和收斂性也得到極大提升。
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臺積電與Ansys合作，將Icepak?作為臺積電3DFabric技術(shù)的熱分析基準(zhǔn)。
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展開 美國將國產(chǎn)光刻機(jī)龍頭納入“未經(jīng)核實清單”，33家中國實體中招【附名單】
株洲中車特種裝備科技有限公司
02
上海微電子剛剛發(fā)運(yùn)
中國首臺2.5D/3D先進(jìn)封裝光刻機(jī)
在33家最新被列入“未經(jīng)核實清單”的中國實體中，有備受關(guān)注的國產(chǎn)光刻機(jī)廠商上海微電子。光刻機(jī)是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程中技術(shù)難度最高的設(shè)備之一，直接影響著先進(jìn)制程芯片的生產(chǎn)。目前全球能夠生產(chǎn)最先進(jìn)EUV（極紫外）光刻機(jī)的廠商僅有荷蘭的ASML。
上海微電子成立于2002年3月，是我國唯一一家光刻機(jī)整機(jī)廠商，由于當(dāng)前中芯國際等國產(chǎn)芯片制造廠商遲遲無法獲得EUV光刻機(jī)，上海微電子的先進(jìn)光刻機(jī)研發(fā)進(jìn)度備受行業(yè)關(guān)注。
昨日，上海微電子剛剛舉行了中國首臺2.5D/3D先進(jìn)封裝光刻機(jī)的發(fā)運(yùn)儀式。不過和用于前道晶圓制造的光刻機(jī)不同，該光刻機(jī)主要用于先進(jìn)封裝這一后道工序。
▲中國首臺2.5D/3D先進(jìn)封裝光刻機(jī)發(fā)運(yùn)儀式（圖片來源：張江高科官微）
據(jù)悉，此次發(fā)運(yùn)的產(chǎn)品是新一代的先進(jìn)封裝光刻機(jī)，主要應(yīng)用于高端數(shù)據(jù)中心高性能計算（HPC）和高端AI芯片等高密度異構(gòu)集成領(lǐng)域，可滿足2.5D/3D超大芯片尺寸的先封裝應(yīng)用需求，代表了行業(yè)同類產(chǎn)品的最高水平。
目前，先進(jìn)封裝光刻機(jī)是上海微電子的主打產(chǎn)品，全球市場占有率連續(xù)多年排名第一。
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