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面向存储芯片的先进工艺中背面供电网络技术在先进节点存储芯片中的应用.docx
资料介绍
面向存储芯片的先进工艺中背面供电网络技术在先进节点存储芯片中的应用
——从正面供电到背面供电的电源分配网络变革
引言
背面供电网络（BSPDN）技术是存储芯片先进工艺中的重要创新。在传统正面供电方案中，电源分配网络与信号互连争夺布线资源，导致电源网络阻抗增大、IR Drop增加和信号布线拥挤。背面供电技术将电源分配网络转移到芯片背面，通过TSV或硅通孔将电源从背面传输到正面器件层，释放了正面的布线资源，降低了电源网络阻抗，提高了芯片的性能和能效。本文系统分析面向存储芯片的先进工艺中背面供电网络技术在先进节点存储芯片中的应用。
正面供电的局限
布线资源争夺
正面供电中电源网络与信号互连的布线资源争夺：
1. 金属层竞争：在先进工艺中，金属层数量有限，电源网络占用大量金属层，导致信号布线的可用金属层减少。
2. 布线拥挤：电源网络与信号互连在相同金属层中布线，导致布线拥挤，信号线必须绕行，增加互连长度和延迟。
3. IR Drop增大：电源网络的布线资源受限，电源线的宽度无法增大，导致电源网络阻抗增大，IR Drop增加。
电源噪声
正面供电中的电源噪声问题：
1. 电源-信号耦合：电源线与信号线在相同金属层中相邻布线，电源噪声通过电容耦合到信号线，影响信号质量。
2. 同步开关噪声：多个信号同时开关时，电源电流瞬态变化，通过电源网络阻抗产生电压降，影响其他电路的供电。
3. 电源分配网络谐振：电源网络的寄生电感和电容在特定频率下谐振，放大电源噪声。
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