堆疊硅片互聯(lián)技術問題解答

　　被稱之為“堆疊硅片互聯(lián)技術”的3D封裝方法采用無源芯片中介層、微凸塊和硅通孔 (TSV)技術，實現(xiàn)了多芯片可編程平臺。對于那些需要高密度晶體管和邏輯、以及需要極大的處理能力和帶寬性能的市場應用而言，這些28nm平臺和單芯片方法相比，將提供更大的容量，更豐富的資源，并顯著降低功耗。 本文要解答堆疊硅片技術一些常見問題。

　　1.所謂的“超越摩爾定律”是什么意思?

　　答：到目前為止，FPGA 的所有工藝節(jié)點都遵循摩爾定律的發(fā)展，邏輯容量提高一倍，則成本降低一半。遺憾的是，僅僅依靠摩爾定律的發(fā)展速度，已不能滿足市場對可控功耗范圍內實現(xiàn)更多資源以及更高代工廠良率的無止境的需求。堆疊硅片互聯(lián)技術使賽靈思能夠推出一款可有效解決上述難題的可編程解決方案。

　　2.為什么客戶不能簡單地把兩個或更多 FPGA 連接起來實現(xiàn)大規(guī)模設計?

　　答：這種簡單連接的方法有三大缺點：一是可用 I/O 數(shù)量有限，不足以連接用以供分區(qū)設計中不同 FPGA 間信號傳輸?shù)膹碗s網(wǎng)絡，同時也難以連接 FPGA 到系統(tǒng)其它器件;二是 FPGA 間傳輸信號的時延限制了性能;三是在多個 FPGA 之間用標準器件 I/O 創(chuàng)建邏輯連接會引起不必要的功耗。

　　3.使用堆疊硅片互聯(lián)技術時有沒有特殊的熱管理要求?

　　答：沒有。由于中介層為無源的，因此除了FPGA 芯片消耗熱量外，不存在其它散熱問題。因此，如果這么大的單片器件可以制造， 采用堆疊硅片互聯(lián)技術的 FPGA 產品就相當于一個單芯片。

　　4.堆疊硅片互聯(lián)技術是否可靠?

　　答：是的，很可靠。由于較薄的硅中介層可有效減弱內部堆積的應力，一般說來堆疊硅片互聯(lián)技術封裝架構的內部應力低于同等尺寸的單個倒裝 BGA 封裝，這就降低了封裝的最大塑性應變，熱機械性能也隨之得以提升。

　　5.堆疊硅片互聯(lián)技術生產的 FPGA主要針對那些人群?

　　答：任何需要超過現(xiàn)有邏輯密度水平的高密度 FPGA 的客戶都能受益于采用堆疊硅片互聯(lián)技術的 FPGA 產品。通信、醫(yī)療、測試和測量、航空航天和國防、高性能計算以及ASIC 原型設計(仿真)等市場領域的客戶，當他們希望使用FPGA來部署其下一代的、最苛刻的應用時， 都將有機會受益于早期供應的資源最豐富的FPGA器件。由于無需在相鄰 FPGA 間通過 I/O 接口和 PCB 走線來驅動芯片，因此此前在系統(tǒng)中使用多個 FPGA 的設計人員， 將享用到FPGA芯片之間更高的帶寬、更低的功耗、以及更快速的連接方式。

　　6.就采用堆疊硅片互聯(lián)技術的產品而言，賽靈思有哪些設計指南?

　　答：賽靈思的 ISE設計套件將提供新的功能，助力基于堆疊硅片互聯(lián)技術的 FPGA 產品的設計工作。其中有設計規(guī)則檢查(DRCs)和軟件信息可引導用戶實現(xiàn) FPGA 芯片間的邏輯布局布線。此外，PlanAhead 和 FPGA Editor功能增強了基于堆疊硅片互聯(lián)技術的 FPGA 器件的圖示效果，有助于開展互動設計布局規(guī)劃、分析及調試。與此同時，我們也正在編寫并推出可以為用戶提供詳細的最佳設計實踐指南的應用手冊。

　　7.客戶必須進行設計分區(qū)嗎?軟件能否直接為他們進行設計分區(qū)?

　　答：軟件可自動將設計分配到 FPGA 芯片中，無需任何用戶干預。如果需要，客戶可在特定 FPGA 芯片中進行邏輯布局規(guī)劃。在沒有任何此類約束的情況下，軟件工具可讓算法智能地在 FPGA 芯片內放置相關邏輯，并遵循芯片間和芯片內的連接和時序規(guī)則。