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张墅野,胡星宇,何鹏
ZHANG Shuye, HU Xingyu, HE Peng
摘要: 异构集成是后摩尔时代提升集成电路性能的关键路径,但其高密度与多材料特征引发了严峻的电-热-力多物理场耦合挑战。围绕多学科协同与机械跨界驱动,系统综述了异构集成的协同设计方法、跨尺度建模仿真技术及工程应用进展。研究揭示,机械因素通过热膨胀系数失配诱导的残余应力与界面翘曲,深度耦合电迁移与焦耳热动力学,已成为决定互连稳定性与系统能效边界的核心变量。为有效应对耦合瓶颈,总结了一种跨层级、双向闭环的协同设计范式。以系统功耗、带宽等为目标正向驱动封装-互连-材料协同选型,并以多物理场仿真结果反向约束架构布局与工艺窗口,同时借助跨尺度建模实现关键参数的双向传递与快速收敛。展望未来,指出需进一步融合人工智能驱动的下一代电子设计自动化(EDA)工具链,推动从设计协同向标准化的生态协同迈进,为芯粒及三维集成电路(3D IC)的高可靠性演进提供物理支撑。