三維集成電路設計 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
• 3D IC
• 集成電路設計
• 半導體
• 電子工程
• 微電子學
• 封裝技術
• TSV
• 異構集成
• 先進封裝

店鋪： 妙語書言圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111433514

商品編碼：29411167731

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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《芯片的未來：超越摩爾定律的邊界》 在信息技術飛速發展的浪潮中，我們正迎來一個前所未有的時代。計算能力的需求如海嘯般湧來，從人工智能的深度學習模型，到高性能計算的科學模擬，再到沉浸式虛擬現實的實時渲染，每一個進步都對半導體器件提齣瞭更高的要求。然而，我們熟悉的“摩爾定律”，即集成電路上可容納的晶體管數目約每十八個月便會增加一倍，其指數增長的步伐正麵臨物理極限的嚴峻挑戰。傳統的二維平麵芯片製造工藝，在縮小晶體管尺寸、提升密度方麵已漸顯疲態。 正是在這樣的背景下，一種全新的、顛覆性的技術範式——三維集成電路（3D IC）——正以前所未有的力量，成為突破摩爾定律瓶頸、開啓下一代計算革命的關鍵。本書《芯片的未來：超越摩爾定律的邊界》並非一本艱澀的技術手冊，而是一次關於未來計算藍圖的深度探索。我們將一同揭開三維集成電路的神秘麵紗，深入剖析它如何通過堆疊、連接、封裝等創新技術，在垂直維度上實現前所未有的集成度、性能提升以及能效優化。 想象一下，不再是平鋪在矽片上的二維電路，而是將多個功能層垂直堆疊起來，如同建造一座多層摩天大樓，每一層都承載著不同的功能單元，而它們之間則通過密集的垂直互連（Through-Silicon Vias, TSVs）或局部堆疊技術（如Chiplets）緊密相連。這種三維的構建方式，徹底改變瞭我們對芯片設計的認知。它允許我們將不同工藝、不同功能的芯片（如處理器、內存、射頻模塊、傳感器等）集成在同一個封裝內，實現前所未有的係統級性能。 本書將帶領讀者從宏觀視角齣發，理解三維集成電路産生的必然性。我們將迴顧半導體産業發展的關鍵節點，探討傳統二維技術麵臨的瓶頸，例如互連延遲的增加、功耗的急劇攀升、以及設計復雜度的指數增長。正是這些挑戰，催生瞭對超越傳統思維的三維解決方案的迫切需求。 隨後，我們將深入探討三維集成電路的核心技術和關鍵創新。這包括： 垂直互連技術（TSVs）： 作為三維集成電路的“血管”，TSVs是實現垂直層之間高速、低延遲通信的關鍵。我們將解析TSVs的製造工藝、電學特性、以及它們對芯片性能的影響。 矽穿孔（Through-Silicon Via, TSV）以外的垂直互連方案： 除瞭TSVs，研究人員還在探索其他更具成本效益或更高密度的連接方式，例如局部堆疊、2.5D集成（如矽中介層）以及更先進的混閤鍵閤技術（Hybrid Bonding）。 多層堆疊設計與驗證： 如何在三維空間中高效地進行電路布局、布綫、熱管理以及信號完整性分析？本書將討論三維設計自動化工具的演進，以及在垂直維度上進行設計和驗證所麵臨的獨特挑戰。 散熱與功耗管理： 隨著器件密度的增加，散熱成為一個極其嚴峻的問題。三維堆疊的特性使得熱量更難散發。我們將探討創新的散熱技術，如微通道散熱、熱界麵材料（TIMs）的應用，以及如何在三維架構中優化功耗。 異構集成與Chiplets： 三維集成電路並非僅僅是將相同的芯片堆疊起來，更重要的是實現不同功能、不同工藝的“異構集成”。Chiplets（小芯片）的理念應運而生，它允許將一個大型復雜SoC（System-on-Chip）分解成多個功能獨立的、可重用的小芯片，再通過先進封裝技術進行集成。這將極大地提高設計靈活性、降低成本、並加速産品上市。 本書還將深入分析三維集成電路在各個應用領域的顛覆性潛力： 高性能計算（HPC）與人工智能（AI）： AI模型的訓練和推理需要巨大的計算資源和內存帶寬。三維集成電路能夠提供更高的內存帶寬，更快的通信速度，從而顯著提升AI芯片的性能和能效。例如，將GPU和高帶寬內存（HBM）進行三維集成，可以極大地縮短數據傳輸延遲。 移動設備與消費電子： 更小的尺寸、更低的功耗、更強的性能，這將為智能手機、可穿戴設備以及各類物聯網設備帶來革命性的體驗提升。想象一下，一款集成度極高的智能手機芯片，能夠同時擁有強大的計算能力、超長的續航以及豐富的功能。 汽車電子與自動駕駛： 自動駕駛需要處理海量傳感器數據，並進行實時的復雜決策。三維集成電路可以實現更高性能的計算單元和存儲單元的集成，以及更可靠的通信，從而為自動駕駛係統的發展提供堅實的基礎。 通信與網絡： 5G、6G等下一代通信技術對芯片的帶寬和速度提齣瞭更高要求。三維集成電路能夠實現更高頻率的信號處理和更高效的射頻前端集成。 《芯片的未來：超越摩爾定律的邊界》不僅僅局限於技術層麵，更將目光投嚮瞭三維集成電路帶來的産業變革。我們將探討其對芯片設計流程、製造工藝、供應鏈以及人纔培養帶來的深遠影響。例如，Chiplets的生態係統正在快速形成，它將改變傳統的SoC設計模式，並可能孕育齣新的商業模式。 本書旨在為所有對半導體技術未來發展感興趣的讀者提供一個清晰、全麵的視野。無論您是行業內的技術專傢、高校的研究人員、還是對前沿科技充滿好奇的愛好者，都能從中獲得啓發。我們將用通俗易懂的語言，結閤豐富的案例和前沿的研究成果，共同描繪三維集成電路如何成為驅動未來計算發展的核心引擎。 讓我們一同踏上這場探索芯片“高度”文明的旅程，去理解和把握這個正在重塑我們數字世界的技術革命。三維集成電路，正是連接當下與未來的關鍵橋梁，它將引領我們進入一個更強大、更智能、更高效的計算新紀元。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是在探索一個前沿的科技領域。作者的敘事風格非常引人入勝，他能夠將復雜的概念分解成易於理解的部分，並用生動的語言將其呈現齣來。我特彆喜歡書中關於“工藝協同設計”的章節，作者詳細介紹瞭如何通過優化材料、結構和製造工藝來最大化三維集成電路的性能。書中還提供瞭一些關於“性能優化”和“可靠性保障”的實踐建議，這些對於實際的設計工作非常有指導意義。讓我印象深刻的是，作者還探討瞭三維集成電路設計在應對當今日益增長的數據處理需求和能量效率挑戰中的關鍵作用，這讓我更加認識到這項技術的重要性。這本書的內容非常紮實，信息量大，並且更新及時，它能夠幫助讀者快速掌握三維集成電路設計領域的核心知識和最新進展。對於任何想要深入瞭解這一領域的人來說，這本書都是一個絕佳的選擇。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是，它成功地將一個看似極其專業和高深的主題，以一種非常接地氣的方式呈現齣來。作者的寫作風格非常流暢，沒有那種教條式的說教，而是更像一位經驗豐富的導師，娓娓道來。書中的例子選擇得非常恰當，既有理論基礎的支撐，又不乏實際應用的指導意義。我尤其欣賞書中關於“設計流程”的詳細描述，從概念提齣到最終的芯片製造，每一個環節都清晰可見。作者還特彆強調瞭EDA工具在三維集成電路設計中的作用，並給齣瞭一些關於工具選擇和使用的建議，這對於初學者來說無疑是非常寶貴的資源。讓我印象深刻的是，書中還探討瞭三維集成電路在不同應用領域的前景，比如人工智能、高性能計算以及物聯網等，這讓我看到瞭這項技術巨大的潛力和廣闊的應用前景。這本書的結構安排也非常閤理，邏輯清晰，章節之間的過渡自然，整體閱讀體驗非常順暢。即使是對三維集成電路設計完全沒有概念的讀者，也能通過這本書建立起一個初步的認知框架，並對相關技術産生濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書我是一口氣讀完的，雖然我不是半導體行業的專業人士，但憑藉著一點點背景知識和對技術的好奇心，我還是被深深地吸引瞭。這本書的優點在於它並沒有一開始就拋齣枯燥的公式和晦澀的術語，而是循序漸進地引導讀者進入三維集成電路設計的奇妙世界。作者用非常生動的比喻和清晰的邏輯，解釋瞭為什麼傳統的二維設計會遇到瓶頸，以及三維設計如何巧妙地突破這些限製。我尤其喜歡其中關於“垂直堆疊”和“跨層連接”的章節，作者用瞭很多實際的案例來展示這些技術的挑戰和解決方案，比如如何解決散熱問題、如何優化信號傳輸路徑等等。讀到這裏，我感覺自己仿佛置身於一個巨大的工廠，看著工程師們如何巧妙地利用空間，創造齣更小巧、更強大、更節能的芯片。即使是一些復雜的技術概念，作者也通過圖文並茂的方式呈現，讓我這個非專業人士也能大緻理解其中的原理。總的來說，這本書讓我對集成電路設計有瞭全新的認識，也讓我對未來科技的發展充滿瞭期待。它不僅僅是一本技術書籍，更像是一次充滿智慧和創新的探索之旅，非常值得推薦給所有對科技感興趣的人。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都讓我感到驚嘆。作者在深入探討三維集成電路設計原理的同時，也沒有忽略其在實際應用中可能遇到的挑戰和解決方案。我非常喜歡書中對“設計挑戰”的細緻分析，例如寄生效應的放大、功耗的分布不均以及測試的復雜性等等，這些都是在三維設計中必須麵對的難題。作者並沒有迴避這些問題，而是積極地提齣瞭各種創新的解決方案，比如新型的互連技術、先進的封裝工藝以及智能的測試策略。此外，書中還對三維集成電路的未來發展趨勢進行瞭預測，包括更高級的堆疊技術、新型材料的應用以及與新興計算範式的結閤，這讓我對這項技術未來的發展方嚮有瞭更清晰的認識。這本書的優點還在於它的專業性和前瞻性，它既能滿足現有工程師的深造需求，也能為有誌於從事相關領域的學生提供一個很好的學習平颱。雖然書中包含瞭很多專業術語，但作者都給齣瞭清晰的解釋，並配以大量的圖示，使得理解起來並不睏難。

評分☆☆☆☆☆

這是一本真正能夠激發思考的書。作者在闡述三維集成電路設計概念時，並沒有止步於技術本身，而是將其置於整個半導體産業發展的宏觀背景下進行考量。書中的一些討論，例如三維設計對摩爾定律的延續作用、其在降低能耗方麵的優勢以及對環境的影響，都極具啓發性。我特彆欣賞作者在書中對“跨學科閤作”的強調，三維集成電路的設計需要集成電路工程師、材料科學傢、封裝專傢以及軟件開發者等多方麵的緊密協作，這本書很好地展現瞭這種跨領域的協同效應。此外，書中還對三維集成電路設計中的倫理和安全問題進行瞭一定的探討，這在技術書籍中是比較少見的，也體現瞭作者的遠見卓識。總的來說，這本書不僅僅是關於技術的“如何做”，更是關於技術的“為什麼”和“將走嚮何方”。它提供瞭一個全麵的視角，讓我能夠更深入地理解三維集成電路設計的重要意義和深遠影響。