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罗挺1,林宇川2,徐宁2,成元庆3
LUO Ting1, LIN Yuchuan2, XU Ning2, CHENG Yuanqing3
摘要: 先进封装技术向2.5D/3D集成演进的进程中,供电网络已由传统芯片-封装-电路板层级结构演化为芯粒、中介层、硅通孔(TSV)、微凸点、封装基板及电压调节模块共同耦合的复杂供电网络(PDN)。在低电压、大电流和高开关频率条件下,PDN中的阻抗谐振、电压降、开关噪声(SSN)及多端口耦合问题日益突出,已成为制约先进封装系统性能与可靠性的重要因素。系统梳理面向2.5D/3D集成电路(IC)的PDN建模、联合分析与去耦电容优化方法的研究进展。相关建模方法主要包括基于传输矩阵和分布式等效网络的电源/地平面快速建模,以及面向硅中介层和TSV结构的分段建模,并通过电阻、电感、电导和电容(RLGC)参数提取、矩阵连接及多端口网络级联,实现频域阻抗、稳态电压降与时域开关噪声的联合分析。去耦电容优化围绕电容位置、类型和数量的协同配置,采用启发式算法、强化学习和多目标协同优化等方法提高设计空间搜索效率。结合芯粒异构集成供电架构、多物理场协同优化和AI驱动设计自动化的发展趋势,进一步讨论未来PDN设计面临的关键挑战,为先进封装系统的电源完整性分析与系统级协同设计提供参考。