先进封装
封装如今已成为设计的一部分
过去，先进封装在设计完成后进行。如今，它成为产品性能的重要来源，因为仅靠工艺节点已无法持续提供性能提升。通过 3D 堆叠裸片，连线更短、占用面积更小，硅通孔将信号从一个裸片传递到另一个。
问题在于：每个裸片原本独立设计。放入同一封装后，热量会在裸片之间传递。通孔和键合将机械应力施加到周围硅材料中。裸片间互连还会引入自身的电阻和电容。这些效应跨越团队，有时跨越公司边界，因此往往直到后期失效时才有人负责。
Silvaco 的应用位置
从通孔入手，那里是封装与器件物理的交汇点。
技术与器件
目前可在通孔及其周围建模的内容。
3D TSV 结构
在 Victory Process 中，硅通孔是真实的 3D 结构，其应力场也在 3D 中求解。
已发表研究将这些有限元结果与弹性力学中的经典 Lamé 问题进行对比，该问题是弹性介质中通孔的教科书案例。
应力为何重要
铜的热膨胀远大于硅，因此每次热循环都会使 TSV 周围的硅承受载荷。
通孔附近对应力敏感的器件可能性能下降，3D 互连本身也可能开裂。
阅读已发表研究
Silvaco 关于 3D 集成的研究文献。
网络研讨会
2022 年 2 月
硅通孔中的热机械应力
通过 3D 计算得到铜 TSV 周围的有限元应力，并与弹性力学闭式解交叉核对。
网络研讨会
2022 年 2 月
3D 系统与 IC 的划分和 DRC
使用 Silvaco 在欧盟资助项目中开发的 3D IC 软件，在空间上划分异构 3D 系统并执行设计规则检查。
工程师关于先进封装的常见问题
什么是先进封装？
先进封装将多个裸片放入同一封装中，采用并排或 3D 堆叠方式，通过通孔和键合连接。性能既取决于节点，也取决于裸片如何组合。由于独立制造的裸片如今必须作为整体工作，封装成为设计决策，而非出货前的最后一步。
采用多裸片集成而非单一 SoC 时会有哪些变化？
它采用四类方法：神经网络（监督式、前馈、非线性激活）、高斯过程回归、决策树与决策森林，以及经典多变量统计。灵敏度分析采用 Sobol 指数或决策森林。优化器包括 Levenberg-Marquardt 和 Hooke-Jeeves 等局部方法，以及遗传算法和差分进化等全局方法。
堆叠封装中的热分析意味着什么？
运行它及执行工厂级工作均不需要。Victory Analytics 可独立分析生产和实测数据，无需仿真步骤。加入 TCAD 仿真输出后，模型便可同时从物理和晶圆厂数据中学习。
目前适用哪些 Silvaco 工具？
可以。其工厂级应用——故障检测与分类及统计过程控制——直接处理生产数据。在 FTCO 中，Victory Analytics 结合仿真和晶圆厂数据训练，使生成的数字孪生同时反映物理机制和产线实际产出。
封装如何与寄生参数提取相互影响？
这是一种同时优化多个输出的方法。每个输出根据其接近理想值的程度获得评分，再将这些评分合成为一个综合满意度指数。这样，优化器只需提升单一数值，无需由您手动对各种权衡进行排序。
FTCO 在其中起什么作用？
可以，通过其 Python 接口实现，该接口覆盖从加载数据、训练、评分到优化的完整流程。脚本化在 FTCO 工作中十分有用。您可以训练模型、运行下一组实验，再次训练，直到模型能够作为数字孪生使用。
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