[发明专利]堆叠式三维集成芯片片间互联微凸块矩阵的规划方法

说明书

堆叠式三维集成芯片片间互联微凸块矩阵的规划方法属于集成电路芯片三维布线最佳设计的计算机辅助设计技术领域，其主要步骤为，在给定上、下层的引脚和微凸块的相对位置和数量的条件下，为每组引脚建立包围框；建立表示微凸块和包围框之间的位置关系的矩阵A和矩阵B，矩阵A内的元素表示微凸块是否在包围框内，矩阵B内的元素表示微凸块和包围框之间的曼哈顿距离之和；使用匈牙利算法使微凸块和包围框之间唯一对应且曼哈顿距离之和最小；对根据上述匈牙利算法的结果对微凸块和引脚进行预连接；综合利用互换和绕线的方法，把已经分配的好的微凸块中出现的十字交叉消除。该发明具有运行时间短、准确度高且直观性强的优点。

技术领域

堆叠式三维集成芯片片间互联微凸块矩阵的规划方法属于集成电路计算机辅助设计领域，尤其涉及三维布线领域。

背景技术

随着超大规模集成电路设计技术和工艺的发展，集成电路中器件的尺寸与规模越来越小，芯片的规模和集成性越来越大。而随着元件集成规模的提升，在当前的VLSI电路中，信号传播的延时与功耗问题日益严重，已经难以满足摩尔定律的需求。为了解决这些问题，三维芯片技术应运而生。

三维芯片技术是一种新的技术，这项技术将多个芯片在三维空间中在垂直方向上整合起来，能够提高封装密度，芯片集成度和电路工作速度。三维芯片的关键技术在于，在不同的芯片层之间的信号可以借助中间层的微凸块矩阵进行连接。

微凸块技术和信号通孔技术是三维芯片中采用的最广泛的技术，通过这两项技术，上层与下层芯片之间的互联成为可能。微凸块和信号通孔是联系上层与下层的媒介，一个上层芯片的引脚需要通过一个微凸块才能与下层其相对应的引脚相连，通过芯片的重分配层来重新分配连线，这两种技术的示意图如图1。

发明内容

本发明的目的在于提供一种堆叠式三维集成芯片片间互联微凸块矩阵的规划方法。

本发明的特征在于，这是一种在堆叠式三维集成芯片的上层芯片中带有引脚的重分配层和下层芯片中带有引脚的重分配层之间互联微凸块的计算机仿真规划方法，依次含有以下步骤：

步骤(1)，计算机在所述堆叠式三维集成芯片，简称芯片的纵剖面上设立一个平面直角坐标系，原点位于所述芯片的左下角；设定：上下层芯片中的重分配层各有n个引脚，n为有限的正整数，总引脚数是2n，构成n个引脚对，每个引脚所在的点的坐标是处于区间[0,100]的整数，所述芯片为边长为100个长度单位的正方形；又设定：m为每层芯片中的微凸块数，各个微凸块构成一个标准的的矩阵阵列，等间距地位于各层所述芯片的中央；

步骤(2)，各个微凸块与n个引脚中的分配，步骤如下：

步骤(2.1)，为了观察所述上下层芯片的布线层内的引脚与各个微凸块之间在三维空间的相对位置，从所述芯片的俯视图上俯视时，将上层芯片布线层内的引脚，和与之引脚序号相同且与其对应连接的下层芯片布线层内引脚作为同一个矩形的处于相对位置的顶点，矩形的边长与所述芯片的边缘平行，则称所述矩形为对应于该引脚对的“包围框”，周长为2(Δx+Δy)，面积为Δx·Δy，Δx、Δy为所述包围框的水平长度和垂直长度；

在一个包围框内的两个引脚之间的连线必须为水平或竖直方向，在此条件下，序号相同的两个引脚的连线是所述包围框的半周长Δx+Δy，此时，从所述芯片的俯视图上看，每对引脚得到一个包围框，整个芯片共得到n个包围框；

步骤(2.2)，构筑一个用于连接所述上下两层芯片中的布线层引脚的微凸块-包围框矩阵，用以表示微凸块和包围框的相对位置：

步骤(2.2.1)，所述微凸块-包围框矩阵的列为包围框的序号从上到下排列，行为微凸块的序号，从左到右排列；

步骤(2.2.2)，设定：