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硅转接板制造与集成技术综述

电子与封装 2024年第6期24卷 48-58,I0003页

作者：徐成樊嘉祺张宏伟王华陈天放刘丰满华进半导体封装先导技术研发中心有限公司江苏无锡214142 中国科学院微电子研究所北京100029

集成电路制程发展放缓,具有高密度、高集成度以及高速互连优势的先进封装技术成为提升芯片性能的关键。硅转接板可实现三维方向的最短互连以及芯片间的高速互连,是高算力和人工智能应用的主流封装技术。从硅转接板设计、制造以及2.5D/3... 详细信息

集成电路制程发展放缓,具有高密度、高集成度以及高速互连优势的先进封装技术成为提升芯片性能的关键。硅转接板可实现三维方向的最短互连以及芯片间的高速互连,是高算力和人工智能应用的主流封装技术。从硅转接板设计、制造以及2.5D/3D集成等方面,系统阐述了硅转接板技术的发展现状和技术难点,并对相关关键工艺技术进行详细介绍。

关键词：先进封装硅转接板硅通孔三维集成

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基于TSV的3D IC层次化物理实现技术

湖南大学学报（自然科学版） 2023年第8期50卷 134-140页

作者：迟元晓王志君梁利平刘丰满邱昕中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学集成电路学院北京101408 北京邮电大学集成电路学院北京100876

随着集成电路特征尺寸逼近物理极限,硅通孔(TSV)实现层间互连的三维集成电路(3D IC)成为延续摩尔定律的一种趋势.但现有集成电路设计工具、工艺库、设计方法尚不成熟,难以实现三维集成中超大尺寸基板芯片的时序收敛问题.为此,本文提出... 详细信息

随着集成电路特征尺寸逼近物理极限,硅通孔(TSV)实现层间互连的三维集成电路(3D IC)成为延续摩尔定律的一种趋势.但现有集成电路设计工具、工艺库、设计方法尚不成熟,难以实现三维集成中超大尺寸基板芯片的时序收敛问题.为此,本文提出了一种利用现有传统的EDA工具完成基于TSV的3D IC物理设计的流程.首先,用热应力模型将三维硅通孔投影成二维阻挡层,从而将三维集成电路设计转化成若干含阻挡层的二维集成电路分别实现;其次,针对超大尺寸基板芯片的时序收敛困难问题,提出了一种标准单元布局方法,通过在版图中划定若干固定放置区用于限定关键时序单元的摆放,并迭代确定这些关键单元在固定放置区中的位置,实现大尺寸芯片的时序收敛.基于所提出的三维集成电路设计流程完成了一款三维集成的网络路由芯片基板芯片的设计,结果表明,相比传统的设计流程,提出的3D IC物理设计流程可使超大尺寸基板芯片从时序无法收敛优化到可收敛并满足时序要求,验证了所提出的3D IC物理设计流程的可行性.

关键词：硅通孔三维集成电路大尺寸芯片版图设计

40Gbit／s高速并行12信道光接收模块的研制

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光电子．激光 2011年第8期22卷 1187-1189页

作者：唐君裴为华鲁琳刘丰满陈弘达中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室北京100083

研究并制作了12信道并行光接收模块,单信道传输速率大于等于3.318Gbit/s,12信道并行总传输速率为40Gbit/s。模块采用工作波长在850nm的高速PIN型光电探测器(PD)列阵作为光接收器件,PD列阵与接收电路芯片直接用Au丝压焊连接,输入光信号... 详细信息

研究并制作了12信道并行光接收模块,单信道传输速率大于等于3.318Gbit/s,12信道并行总传输速率为40Gbit/s。模块采用工作波长在850nm的高速PIN型光电探测器(PD)列阵作为光接收器件,PD列阵与接收电路芯片直接用Au丝压焊连接,输入光信号直接由12信道的光纤阵列耦合进入PD列阵中。对光接收模块进行眼图测试,单信道可以得到速率为3.318Gbit/s的清晰眼图。

关键词：并行光传输 12信道光纤阵列接收模块光电探测器(PD)

40 Gb/s甚短距离并行光传输信号格式转换模块实现

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光电子．激光 2009年第3期20卷 316-320页

作者：刘丰满陈雄斌刘博杨宇陈弘达中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室北京100083

根据OIF-VSR5-01.0的CWDM协议,对40 Gb/s甚短距离(VSR)并行光传输电信号转换实现原理和方法进行了研究,在高速的可编程逻辑器件FPGA(field programmable gate array)上,使用硬件描述语言,完成了对时钟数据恢复、信道去斜移、64b/66b转... 详细信息

根据OIF-VSR5-01.0的CWDM协议,对40 Gb/s甚短距离(VSR)并行光传输电信号转换实现原理和方法进行了研究,在高速的可编程逻辑器件FPGA(field programmable gate array)上,使用硬件描述语言,完成了对时钟数据恢复、信道去斜移、64b/66b转换、帧对准和扰码与解扰等功能模块的设计,实现了SFI-5接口与OIF-VSR5-01.0接口电信号格式的相互转换,建立了符合4信道CWDM协议的IP核。

关键词：甚短距离(VSR) 帧同步 64b/66b OC-768 CWDM

1444nm波长Nd：YAG脉冲激光器研究与设计

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1444nm波长Nd：YAG脉冲激光器研究与设计

作者：刘丰满华中科技大学

学位级别：硕士

由于Nd:YAG固体激光器输出的1444nm激光具有较高的水吸收峰,也可以和1064nm激光差频产生中红外激光,在科研、生产、医学、军事等领域有重要的应用价值,而逐渐引起人们的注意,科研工作者对1444nm激光器的研究兴趣也越来越浓。近几年来,... 详细信息

由于Nd:YAG固体激光器输出的1444nm激光具有较高的水吸收峰,也可以和1064nm激光差频产生中红外激光,在科研、生产、医学、军事等领域有重要的应用价值,而逐渐引起人们的注意,科研工作者对1444nm激光器的研究兴趣也越来越浓。近几年来,国内对1444nm激光器的研究越来越多,但技术上还不成熟,尤其是输出激光脉冲能量较低,这大大限制了它的应用。本文在参考了大量相关文献的基础上,对1444nm Nd:YAG固体激光器进行了研究,并对主要激光器件进行了优化设计。其主要内容概括如下: (1)提出了1444nm激光波长的产生方法,推导了抑制1064nm波长和1320nm波长起振,实现1444nm激光波长输出的阈值条件,计算了选择性介质膜的反射率参数,确定了最佳透过率。 (2)分析了1444nm激光波长的产生机理,基于四能级结构,利用速率方程,建立了1444nm激光器的增益理论模型,对影响其输出的ASE(Amplified Spontaneous Emission)、ESA(Excited State Absorption)、输出镜透过率、泵浦等因素进行了分析模拟。 (3)根据所提出的模型,对谐振腔进行了研究,分析了热稳腔和不灵敏腔的性能,论述了平平热稳腔具有的特性;设计了泵浦系统、聚光腔、冷却系统等激光器件;提出了实验方案,给出了实验装置示意图。本文的研究与设计为今后的工作奠定了基础,同时分析其它次波长的振荡,也可以参考本文所使用的方法和有关结论。

关键词： 1444nm Nd:YAG脉冲激光器理论模型选择性介质膜平平腔的稳定性

12路40Gb/s甚短距离并行光传输信号转换器研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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高技术通讯 2009年第4期19卷 415-420页

作者：刘丰满陈雄斌刘博杨宇陈弘达中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室北京100083

基于OIF-VSR5-01.0规范,分析了12路并行40Gb/s甚短距离(VSR)光传输转换器模块的实现原理。采用top-down分析方法,使用硬件描述语言verilog,在可编程逻辑器件上完成了时钟数据恢复、基于字节对齐方案的帧同步、信道去斜移、比特间差奇偶... 详细信息

基于OIF-VSR5-01.0规范,分析了12路并行40Gb/s甚短距离(VSR)光传输转换器模块的实现原理。采用top-down分析方法,使用硬件描述语言verilog,在可编程逻辑器件上完成了时钟数据恢复、基于字节对齐方案的帧同步、信道去斜移、比特间差奇偶校验(BIP)等功能模块的程序设计,实现了SFI-5与OIF-VSR5-01.0电信号格式的相互转换,并在Altera的StratixⅡGX系列的高速现场可编程门阵列(FPGA)上对功能模块进行了功能验证和联合仿真。结果表明所设计的各个功能模块满足系统应用要求,为下一步将系统设计转换为专用集成电路(ASIC)奠定了基础。

关键词：甚短距离(VSR) 转换器帧同步去斜移 STM-256

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基于STM-64的甚短距离并行光传输系统

光电子．激光 2008年第8期19卷 1050-1053页

作者：陈雄斌刘丰满刘博唐君陈弘达中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083 国防科学技术大学计算机学院长沙410073

研究了STM-64数据帧的转换映射技术,利用垂直腔面发射激光器(VCSEL)列阵光源和PIN列阵探测器成功研制出10 Gb/s的甚短距离12信道SDH并行光传输系统,该系统结构紧凑,具有检错和纠错功能。跟传统的10 Gb/s串行光传输系统相比,本系统降低... 详细信息

研究了STM-64数据帧的转换映射技术,利用垂直腔面发射激光器(VCSEL)列阵光源和PIN列阵探测器成功研制出10 Gb/s的甚短距离12信道SDH并行光传输系统,该系统结构紧凑,具有检错和纠错功能。跟传统的10 Gb/s串行光传输系统相比,本系统降低了对单路器件传输性能的要求。经SDH传输测试仪测试,系统能实现无误传输。

关键词：甚短距离并行光传输 SDH

基于无源耦合技术的高速并行光接收模块的设计与实现

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高技术通讯 2011年第12期21卷 1318-1322页

作者：唐君陈雄斌鲁琳裴为华刘丰满陈弘达中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室北京100083

提出了一种实现高速并行光接收模块中光电探测器（PD）列阵与光纤列阵精密无源耦合对准的方法，设计并制作了用于这种光学精密对准的所有组件，并用此耦合对准方法完成了PD阵列与光纤阵列之间的光耦合，制作出了12信道并行光接收模块。... 详细信息

提出了一种实现高速并行光接收模块中光电探测器（PD）列阵与光纤列阵精密无源耦合对准的方法，设计并制作了用于这种光学精密对准的所有组件，并用此耦合对准方法完成了PD阵列与光纤阵列之间的光耦合，制作出了12信道并行光接收模块。耦合完成的PD列阵与光纤列阵的对准误差小于1μm，从光纤列阵耦合进入PD列阵的光功率耦合效率大干80％。此模块采用工作波长为850nm的高速PIN型PD列阵作为光接收器件，输入光信号直接由12信道的光纤阵列耦合进入PD列阵中。此并行光接收模块的单信道传输速率大于等于3．318Gbit／s，12信道并行总传输速率为40Gbit／s。与有源耦合方法相比，此无源耦合技术简化了耦合步骤，减少了耦合时间，提高了耦合可靠性，适用于规模化生产。

关键词：耦合并行光传输光纤阵列接收模块

10 Gbit/s×4小型可插拔并行光收发模块的研制

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光电子．激光 2011年第8期22卷 1166-1170页

作者：高巍万里兮刘丰满李志华李宝霞李君宋见相海飞钟寒梅中国科学院微电子研究所北京100029

研制了一款基于系统级封装技术的低成本、收发一体和可带电热插拔的4通道小型可插拔(QSFP)光模块,采用850nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列及其驱动器作为发射端,光电探测器(PD)阵列及其跨阻放大器(TIA)作为接收端,通过光路无源对准,实... 详细信息

研制了一款基于系统级封装技术的低成本、收发一体和可带电热插拔的4通道小型可插拔(QSFP)光模块,采用850nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列及其驱动器作为发射端,光电探测器(PD)阵列及其跨阻放大器(TIA)作为接收端,通过光路无源对准,实现了低成本光互连。高速度、高密度封装下的瞬态同步开关噪声、芯片间电磁干扰、通道间串扰和反射等电学问题是实现模块的电性能的难点;基于埋入技术的新型滤波器使用实现了封装尺寸小型化,且改善了电源完整性(PI);基于电磁场、传输线理论的信号完整性(SI)设计减小了通道间串扰,且通过补偿阻抗不连续结构增加了通道带宽。模块背靠背眼图测试结果表明,单通道10Gbps速率下传输零误码。

关键词：光纤通信光收发模块高速数字设计电源完整性(PI) 信号完整性(SI)