图12 最简单的微带线— 单微带线
芯片中,信号在导带与接地板之间的介质层中传输。芯片上的微带线有千千万万条,比蜘蛛网细密和复杂得多。通常设计,信号不应该受外界的干扰;信号不发生畸变;在不需要耦合的地方,彼此之间不应该有对性能产生影响的耦合;保持尽量低的损耗。
为了提高集成度、缩短信号传输的距离,发展了三维集成电路。这种电路
使硅集成电路从传统的平面结构,走向立体多层结构。可利用现有集成电路工艺,制作多层、相互之间用绝缘层隔离。芯片的层数已达到10~20层,其间打孔,用引线连接。芯片的集成度已达到10亿、20亿、30亿……
进入纳米尺度后,由于信号电磁波的“趋肤厚度”大大超过传输线的横向尺寸,CPU芯片的线路已经演化为下面形式。
芯片 <wbr>—— <wbr>多学科高端技术的结晶1(转)
图13 高端芯片中的导线 ---并联结构
“介 质”在“金属”和“导带”之间。每一根线路都像共用导带的4根微带线(比如A-B、A-C、A-D、A-E)的并联结构。问题还没有这么简单,该系统的电 磁信号穿出了它的“边界”,而“边界”外的其它电磁信号也会透过“边界”干扰系统中传输的信号。“芯片”的设计应该避免所有的干扰。一些专著给出的图像不太正确。
⑷研制工作需要解决的问题
①设计问题-把不同功能的那么多元件、器件、线路组合在一个小小的芯片上,使芯片达到需要的性能,设计工作是颇为艰巨的。
②工艺问题-在纳米尺度上进行大量元件、器件、线路的“构建” ,需要多种工艺、多次数的加工处理。
小 贴士:这是一个正在迅速发展的领域,随着尺度的缩小研究出了许多种类的工艺设备。这些设备涉及不同的学科,有些理论还颇为深奥。纳米尺度的芯片,需要极高 精确度的工艺装备。中国科学院微电子研究所的陈宝钦教授在《中国科学院2008高技术发展报告— 集成电路工艺与设计技术新进展》等7篇文章、报告 (陈宝钦教授最新的文章,时间是 2013年
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