A PPA Study for Heterogeneous 3-D IC Options: Monolithic, Hybrid Bonding, and Microbumping

水准点(测量) 可靠性(半导体) 互连 计算机科学 集成电路设计 可靠性工程 电子工程 嵌入式系统 计算机体系结构 工程类 功率(物理) 电信 物理 大地测量学 量子力学 地理
作者
Jinwoo Kim,Lingjun Zhu,Hakki Mert Torun,Madhavan Swaminathan,Sung Kyu Lim
出处
期刊:IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:32 (3): 401-412 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tvlsi.2023.3342734
摘要

In this article, we present three commercial-grade 3-D IC designs based on state-of-the-art design technologies, specifically microbumping (3-D die stacking), hybrid bonding (wafer-on-wafer bonding), and monolithic 3-D (M3D) ICs. To highlight tradeoffs present in these three designs, we perform analyses on power, performance, and area (PPA) and the clock tree. We also model the tier-to-tier interconnection in each 3-D IC methodology and analyze signal integrity (SI) to assess the reliability of each design. From our experiments using the OpenPiton benchmark, the hybrid bonding design shows the best timing improvement of 81.4% when compared to its 2-D counterpart, while microbumping shows the best reliability among 3-D IC designs. Moreover, we expand our study to the commercial processor architecture, which is Arm Cortex-A53, with the new set of 3-D integration options. In addition, we show the microbump assignment methodology to handle a large number of 3-D interconnections in the microbumping 3-D design. We also perform SI on the new set of 3-D intertier/interdie connections to discuss the reliability based on their physical dimensions. With a new benchmark design, the hybrid-bonding 3-D shows the best energy–delay-product (EDP) improvement, which is 25.8% compared to 2-D, and the largest eye-opening among 3-D integration options.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Zizhong发布了新的文献求助10
1秒前
许我人间一两风完成签到,获得积分10
1秒前
寀园一只猪完成签到,获得积分10
1秒前
科研牛马完成签到 ,获得积分10
1秒前
直率的凌香完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
bkagyin应助哼哼采纳,获得10
2秒前
夏尔完成签到,获得积分10
2秒前
飞云完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
yuqianyuan发布了新的文献求助10
4秒前
DrTT完成签到,获得积分10
4秒前
123完成签到,获得积分10
4秒前
半颗糖发布了新的文献求助10
5秒前
米粒儿完成签到,获得积分10
5秒前
木槿花难开完成签到,获得积分10
5秒前
JeremyLiu发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
John完成签到,获得积分10
6秒前
妙aaa完成签到,获得积分10
6秒前
宋静宇完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
多曼完成签到,获得积分10
7秒前
茜134发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
XML完成签到,获得积分10
8秒前
亦然发布了新的文献求助10
9秒前
蓝鲸完成签到,获得积分10
10秒前
Gbn发布了新的文献求助10
10秒前
欢喜火车完成签到,获得积分20
11秒前
陈皮完成签到 ,获得积分10
11秒前
风趣的从梦完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
奈何发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
大气指甲油完成签到,获得积分10
12秒前
univers完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
高分求助中
Tracking and Data Fusion: A Handbook of Algorithms 1000
Models of Teaching(The 10th Edition,第10版!)《教学模式》(第10版!) 800
Rechtsphilosophie und Rechtstheorie 800
Nonlocal Integral Equation Continuum Models: Nonstandard Symmetric Interaction Neighborhoods and Finite Element Discretizations 600
Academic entitlement: Adapting the equity preference questionnaire for a university setting 500
Arkiv för kemi 400
Machine Learning in Chemistry 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2877195
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2490094
关于积分的说明 6739927
捐赠科研通 2171765
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1153957
版权声明 586042
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 566605