[发明专利]用于以三维结构在高速缓存分层结构中的层之间实现非常高的带宽的方法，以及由此得到的三维结构

权利要求书

1.一种计算机芯片结构，包括：

至少一个单层芯片，其中所述至少一个单层芯片是包括多个内核的处理器；

至少一个多层芯片堆叠；以及

以小于100微米直径的电互连为特征的载体封装，其中所述单层芯片和所述多层芯片堆叠每一个电耦合到所述载体封装的电互连，并且所述单层芯片通过所述载体封装通信地耦合到所述多层芯片堆叠，使得电信号在所述单层芯片和所述多层芯片堆叠之间的给定距离上大体上以对于单层芯片在所述给定距离上的传输速度传输。

2.如权利要求1的计算机芯片结构，其中所述至少一个多层芯片包括存储器高速缓存堆叠。

3.如权利要求1的计算机芯片结构，其中所述单层芯片和多层芯片堆叠中的至少一个通过互连通路电耦合到所述载体封装。

4.如权利要求3的计算机芯片结构，其中所述互连通路具有至少每平方厘米2500个互连那么大的密度。

5.如权利要求3的计算机芯片结构，其中所述载体封装还包含多个集成去耦电容器，每个去耦电容器物理地直接定位在与所述单层芯片和所述多层芯片堆被电耦合到其上的侧相对的载体封装的一侧上的互连通路之下。

6.如权利要求5的计算机芯片结构，其中

借助于直接定位在所述单层芯片的互连通路之下的集成去耦电容器，将功率传递给所述单层芯片；并且

借助于直接定位在多层芯片堆叠的互连通路之下的集成去耦电容器，将功率传递给所述多层芯片堆叠。

7.如权利要求6的计算机芯片结构，其中借助于硅通路、电互连、热通路、热互连、和热分界面材料中的至少一个创建所述互连通路。

8.如权利要求1的计算机芯片结构，其中所述载体封装包括硅、具有累积层的有机材料、没有累积层的有机材料、具有纤维增强的有机材料、和没有纤维增强的有机材料中的至少一个。

9.如权利要求1的计算机芯片结构，其中：

所述载体封装包括第一表面平面和与第一表面平面相对的第二表面平面，并且

所述单层芯片和多层芯片堆叠被物理地定位在所述载体封装的相同表面平面上。

10.如权利要求9的计算机芯片结构，还包括：

热耦合到所述单层芯片的顶侧的第一冷却结构；和

热耦合到所述多层芯片堆叠的底侧的第二冷却结构。

11.如权利要求10的计算机芯片结构，还包括至少两条独立的热路径，其中借助于电通路、电互连、热通路、热互连、和热分界面材料中的至少一个创建每个热路径。

12.如权利要求1的计算机芯片结构，其中：

所述载体封装包括第一表面平面和与第一表面平面相对的第二表面平面；并且

所述单层芯片和多层芯片堆叠被物理地定位在所述载体封装的相对表面平面上，使得层内总线中的水平布线距离最小。

13.如权利要求12的计算机芯片结构，还包括：

第二载体封装，其通过互连通路电耦合到至少一个多层芯片堆叠。

14.如权利要求13的计算机芯片结构，其中所述第二载体封装还包括多个集成的耦合电容器，每个耦合电容器物理地直接定位在与所述单层芯片和所述多层芯片堆叠被电耦合到其上的侧相对的载体封装的一侧上的互连通路之下。

15.如权利要求14的计算机芯片结构，其中所述第二载体封装热耦合到所述多层芯片堆叠，以便提供第二个独立的散热路径。

16.一种计算机芯片结构，包括：

多个多层芯片堆叠；和

以小于100微米直径的电互连为特征的载体封装，其中所述多个多层芯片堆叠通过互连通路电耦合到所述载体封装，所述多层芯片堆叠每一个电耦合到所述载体封装的电互连，并且通过所述载体封装通信地耦合到至少一个其他多层芯片堆叠，使得电信号在多层芯片堆叠之间的给定距离上大体上以对于单层芯片在该给定距离上的传输速度传输。

17.一种计算机系统，包括：

计算机芯片结构，包括至少一个单层芯片、至少一个多层芯片堆叠、以及以小于100微米直径的电互连为特征的载体封装，其中所述至少一个单层芯片是包括多个内核的处理器，其中所述单层芯片和所述多层芯片堆叠每一个电耦合到所述载体封装的电互连，并且所述单层芯片通过所述载体封装通信地耦合到所述多层芯片堆叠，使得电信号在所述单层芯片和所述多层芯片堆叠之间的给定距离上大体上以对于单层芯片在所述给定距离上的传输速度传输；和

电耦合到所述计算机芯片结构的巢，用于执行计算机系统的功能。