三維集成電路設計 9787111433514 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美華斯裏斯 等 著

圖書標籤:

• 三維集成電路
• 集成電路設計
• VLSI
• 半導體
• 電子工程
• 封裝技術
• 3D IC
• 微電子學
• 電路設計
• 機械工業齣版社

店鋪： 晚鞦畫月圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111433514

商品編碼：29336814379

包裝：平裝

齣版時間：2013-09-01

基本信息

書名：三維集成電路設計

定價：58.00元

作者：(美)華斯裏斯 等

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2013-09-01

ISBN：9787111433514

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：12k

商品重量：0.322kg

編輯推薦

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內容提要

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在21世紀的前十年結束時，基於三維集成技術的“摩爾定律”時代就悄然來臨瞭。具備多個有源器件平麵的三維集成電路(3一DIc)，有望提供結構緊湊、布綫靈活、傳輸高速化且通道數多的互連結構，從而為Ic設計者們提供突破“互連瓶頸”的有效手段，而且還能夠有效集成各種異質材料、器件和信號處理形式，成為三維集成技術發展的主要方嚮之一。本書是世界上三維集成電路設計方麵的本專著，既有的理論深度，又有較高的可讀性。它係統、嚴謹地闡釋瞭集成電路三維集成的設計技術基礎，包括3一DIC係統的工藝、互連建模、設計與優化、熱管理、3一D電路架構以及相應的案例研究，提齣瞭可以高效率解決特定設計問題的解決方案，並給齣瞭設計方麵的指南。

本書是一本的技術參考書，適用的讀者範圍包括：超大規模集成電路(VLSI)設計工程師，微處理器和係統級芯片的設計者以及相關電子設計自動化(EDA)軟件的開發者，微機電及微係統集成方麵的設計開發者，以及微電子行業中對未來技術走嚮高度敏感的管理者和投資者。本書也可以作為相關專業研究生的教材和教師的教輔參考書籍。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《先進封裝技術與三維集成電路設計》 內容概述： 本書深入探討瞭現代集成電路設計與製造領域中的前沿技術，特彆是三維集成電路（3D IC）的設計挑戰、關鍵技術以及其在高性能計算、移動通信、人工智能等領域的廣闊應用前景。全書圍繞“從二維走嚮三維”這一核心主題，係統性地介紹瞭三維集成電路的起源、發展趨勢、基本原理、關鍵技術、設計流程、測試驗證以及未來發展方嚮。本書旨在為集成電路設計領域的工程師、研究人員以及相關專業的學生提供一本全麵、深入且實用的參考讀物。 第一部分：三維集成電路的崛起與挑戰 集成電路發展的必然趨勢： 從摩爾定律的瓶頸談起，分析傳統二維平麵集成電路發展麵臨的物理極限，如功耗密度、互連延遲、芯片尺寸限製等。 闡述三維集成電路作為超越摩爾定律（More than Moore）戰略的重要組成部分，如何在垂直方嚮上拓展集成度，實現更高的性能和更低的功耗。 介紹三維集成電路在剋服物理和技術挑戰方麵的潛力，例如縮短芯片間互連長度，提高帶寬，實現更復雜的係統功能集成。 三維集成電路的定義與分類： 清晰界定三維集成電路的概念，區分不同類型的三維集成技術，包括： 多芯片封裝（MCP）/係統級封裝（SiP）： 將多個獨立的裸片（die）通過堆疊或並排的方式集成到一個封裝中，強調封裝層麵的互連。 三維堆疊（3D Stacking）： 將多個裸片通過垂直互連（如TSV - Through-Silicon Via）進行直接堆疊，實現芯片間的緊密集成。 單片三維集成（Monolithic 3D IC）： 在同一塊矽片上通過多層晶體管和互連層構建三維結構，是技術復雜度最高的一種形式。 深入分析各類三維集成技術的優勢、劣勢、技術成熟度及其適用場景。 三維集成電路設計麵臨的核心挑戰： 熱管理： 垂直堆疊帶來的高功率密度極易引發過熱問題，分析熱傳導、熱擴散機製，探討散熱設計策略，如熱感知設計、散熱材料應用等。 功耗問題： 堆疊層間的互連、TSV的寄生效應等都可能導緻功耗增加，探討低功耗設計方法，如功耗感知布局布綫、時鍾門控、動態電壓頻率調整（DVFS）等。 信號完整性與電源完整性： 垂直互連的長距離和高密度可能導緻串擾、信號反射、電源噪聲等問題，分析信號/電源完整性分析工具和技術，如寄生參數提取、降噪技術等。 設計流程的復雜性： 傳統二維設計流程難以直接應用於三維集成，需要全新的EDA工具、設計方法學和驗證流程。 製造與測試的難度： TSV的加工、晶圓的鍵閤與切割、以及三維結構芯片的測試驗證都存在巨大的技術挑戰。 第二部分：關鍵三維集成技術解析 垂直互連技術（TSV - Through-Silicon Via）： 詳細介紹TSV的形成工藝，包括鑽孔、填充、絕緣等步驟。 分析TSV的結構特點、尺寸、電阻、電容等關鍵參數，以及它們對電路性能的影響。 探討不同TSV設計選項，如TSV的密度、布局、尺寸優化等，以平衡性能、成本和製造可行性。 分析TSV的製造成本、良率以及未來發展趨勢（如微型TSV、高密度TSV）。 晶圓鍵閤與疊層技術（Wafer Bonding & Stacking）： 介紹各種晶圓鍵閤技術，包括直接鍵閤（Direct Bonding）、暫存鍵閤（Temporary Bonding）、金屬鍵閤（Metal Bonding）等，分析它們的原理、優缺點及適用場景。 深入講解晶圓疊層（Wafer Stacking）工藝，包括從對準、鍵閤到晶圓減薄（Backgrinding）和TSV互連的完整流程。 探討不同疊層方式（如2.5D封裝、3D封裝）對芯片集成度和性能的影響。 介紹共晶鍵閤（Eutectic Bonding）、瞬時鍵閤（Transient Liquid Phase Bonding）等先進鍵閤技術。 互連與封裝技術： 分析三維集成電路中互連層（Interconnect Layers）的設計與製造，包括微凸點（Microbumps）、再分布層（RDL - Redistribution Layer）、矽穿孔（TSV）等。 介紹先進封裝技術在三維集成中的作用，如扇齣型晶圓級封裝（FOWLP）、2.5D封裝（Interposer-based 3D IC）以及真正的3D堆疊封裝。 探討封裝材料的選擇、封裝結構的優化對於熱管理、信號完整性和可靠性的重要性。 介紹高密度互連（HDI）技術、二維/三維混閤互連技術。 第三部分：三維集成電路設計方法學與流程 三維集成電路的係統級設計： 強調三維集成電路設計不再是單個芯片的設計，而是整個係統的設計。 介紹從係統需求齣發，如何進行多芯片的功能劃分、協同設計和性能預測。 探討如何將不同工藝、不同功能的芯片（如CPU、GPU、內存、FPGA、ASIC）有效集成到三維結構中。 新的EDA工具與設計流程： 分析傳統二維EDA工具在三維設計中的局限性，並介紹支持三維集成的EDA工具的發展。 重點介紹三維布圖規劃（3D Floorplanning）、三維布局布綫（3D Placement & Routing）、三維時鍾樹綜閤（3D Clock Tree Synthesis）等關鍵設計步驟。 探討三維設計的層次化方法，如何處理不同層級的設計信息和約束。 介紹三維設計中的功耗感知和熱管理感知設計方法。 三維集成電路的驗證與測試： 分析三維結構帶來的驗證挑戰，如復雜的模型、巨大的設計規模、難以實現的掃描鏈等。 介紹三維集成電路的仿真、形式驗證、功耗分析、熱分析等驗證方法。 探討三維芯片的測試策略，包括裸片測試、堆疊芯片測試、係統級測試等。 介紹故障模型、故障仿真、故障診斷在三維測試中的應用。 分析TSV和鍵閤接口的測試難點。 第四部分：三維集成電路的應用與未來展望 高性能計算與數據中心： 分析三維集成電路在提升CPU、GPU、AI加速器等高性能計算芯片性能、降低功耗方麵的作用。 探討如何通過三維堆疊實現高帶寬內存（HBM），解決“內存牆”問題。 介紹三維集成電路在服務器、高性能工作站中的應用。 移動通信與消費電子： 分析三維集成電路在5G/6G通信芯片、射頻前端模塊、智能手機SoC中的應用。 探討如何通過三維集成實現更小的尺寸、更高的性能和更低的功耗，滿足移動設備的需求。 介紹三維集成在可穿戴設備、物聯網（IoT）設備中的潛在應用。 人工智能與機器學習： 重點分析三維集成電路在神經網絡加速器、AI芯片中的優勢，如更高的計算密度、更快的內存訪問速度。 探討如何通過三維堆疊實現更復雜的AI模型和算法。 介紹三維集成在自動駕駛、智能製造等領域的應用。 未來發展趨勢與機遇： 展望三維集成電路的未來發展方嚮，如異構集成（Heterogeneous Integration）、Chiplet（小芯片）設計理念與三維集成的結閤。 探討更先進的材料、更精密的製造工藝、更智能的EDA工具將如何推動三維集成技術的發展。 分析三維集成電路在汽車電子、醫療健康、科學研究等領域的潛在應用。 討論三維集成電路的生態係統建設、標準化和産業化發展麵臨的機遇與挑戰。 本書特色： 理論與實踐相結閤： 既有深入的理論闡述，又結閤實際工程應用和案例分析。 係統性與前沿性： 全麵覆蓋三維集成電路設計的各個方麵，緊跟行業最新發展動態。 圖文並茂： 大量圖示、錶格和實例，幫助讀者更直觀地理解復雜概念。 麵嚮工程師： 強調設計方法、工具鏈和驗證流程，為工程師提供解決實際問題的指導。 啓迪未來： 深入探討技術發展趨勢，為研究人員和學生提供前瞻性的視角。 通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解三維集成電路的設計理念、關鍵技術、麵臨的挑戰以及未來的發展方嚮，為在這一快速發展的領域進行創新和實踐奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書在知識的深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。作者似乎對這個領域有著極其深厚的理解，能夠從多個維度來剖析問題，並且能夠將不同方嚮的知識融會貫通。在閱讀過程中，我能夠感受到作者對每一個細節的精益求精，他所提供的論據和分析都非常有說服力。同時，這本書的內容也非常全麵，涵蓋瞭從基礎理論到前沿技術的方方麵麵，讓我能夠在一個地方就獲得相當完整的知識體係。尤其是一些關於未來發展趨勢的探討，雖然我無法完全理解其深度，但也為我打開瞭新的視野，讓我對這個領域有瞭更長遠的認識。總的來說，這本書的內容充實而有分量，讀完之後，我感覺自己在這個領域的知識儲備又上瞭一個颱階，並且對未來的學習方嚮有瞭更清晰的規劃。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織和邏輯性真的非常齣色，作者在引言部分就清晰地勾勒齣瞭整本書的脈絡，讓你在開始閱讀之前就能對要學習的內容有一個整體的把握。章節之間的過渡非常自然，知識點的講解層層遞進，很少齣現突然跳躍或者概念不清的情況。舉個例子，在講到某個高級概念時，作者會先迴顧相關的基礎知識，然後逐步引入新的理論，並輔以清晰的解釋和圖示，讓你能夠循序漸進地理解。這種安排對於我這樣並非該領域頂尖的讀者來說，簡直是福音，大大降低瞭學習的門檻。更重要的是，作者在論述過程中，非常注重概念之間的聯係，會反復強調不同知識點之間的相互影響和協同作用，這對於理解復雜係統至關重要。我尤其欣賞作者在每個章節結尾處的總結部分，它能夠幫助我迴顧和鞏固本章的學習要點，讓我對知識的掌握更加牢固。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，既有學術的嚴謹性，又不失清晰易懂的錶達。作者在闡述復雜概念時，會盡量使用簡潔明瞭的語言，避免使用過多晦澀的術語，即使有，也會在第一次齣現時給齣明確的解釋。這種“通俗易懂”的風格，讓我感覺作者非常站在讀者的角度思考問題，力求讓更多人能夠理解和掌握這些知識。即使是一些非常深入的理論，作者也能用一種相對輕鬆的語調來講解，不至於讓人覺得枯燥乏味。我特彆喜歡作者在某些地方使用的比喻，它們非常形象生動，能夠幫助我快速理解一些抽象的概念。這種既保持專業深度，又兼顧可讀性的寫作風格，在同類書籍中並不多見，難能可貴。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我發現這本書在理論講解之外，還融入瞭大量的實踐指導和案例分析。作者並沒有僅僅停留在抽象的理論層麵，而是通過具體的例子來解釋枯燥的概念，這讓學習變得生動有趣。比如，在講解某個設計流程時，書中會提供一個完整的項目流程圖，並詳細分析每個步驟的關鍵點和注意事項，甚至會給齣一些實際操作中的“避坑指南”。這種“理論+實踐”的模式，對於我這種希望將知識應用於實際工作的人來說，非常有價值。我能夠從中學習到如何將書本上的理論轉化為實際可行的設計方案，並且能夠預見和規避一些潛在的風險。書中提供的這些案例，感覺都非常有代錶性，涵蓋瞭不同類型的設計場景，能夠幫助我觸類旁通，舉一反三。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和紙質真的讓我印象深刻，機械工業齣版社一如既往的穩定發揮。封麵設計雖然不算驚艷，但勝在耐看，內頁的紙張厚實，摸起來很有質感，不會有那種廉價的印刷品的感覺。印刷清晰度也很高，文字邊緣銳利，圖錶綫條流暢，長時間閱讀也不會覺得眼睛疲勞。尤其是一些復雜的公式和圖示，都印刷得非常到位，細節之處可見齣版社的用心。翻閱過程中，紙張的摩擦聲也恰到好處，不像某些薄紙那麼沙沙作響，整體閱讀體驗相當舒適。這本書的裝訂也很牢固，每一頁都夾得嚴絲閤縫，不用擔心隨便翻翻就會散架。當然，如果能在色彩的運用上更加大膽一些，也許會更有吸引力，但考慮到專業書籍的定位，這種內斂的設計也未嘗不可。總之，從物理層麵的感受來說，這絕對是一本值得收藏的書籍，光是拿在手裏就有一種踏實感，讓人願意花時間去深入鑽研。