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题名碳-硅异质集成ALU芯片的设计
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作者
郑彩萍
陈铖颖
高鹰
陈隽毓
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机构
厦门理工学院光电与通信工程学院
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出处
《厦门理工学院学报》
2026年第1期1-9,共9页
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基金
国家自然科学基金项目“高灵敏碳纳米管晶体管型短波红外图像传感芯片研究”(6247011759)
福建省自然科学基金引导性项目“低功耗智能语音SoC芯片研究与实现”(2023H0052)
+1 种基金
厦门市重大科技项目“助听器DSP处理器芯片及设备的研发与产业化”(3502Z20221022)
中央引导地方科技发展资金项目“面向储能电站电池火灾的多级安全监测与智能预警技术研究”(246Z4404G)。
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文摘
针对传统互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺面临的性能瓶颈,设计出一款基于90 nm CNTFET与TSMC 90 nm CMOS工艺的碳-硅异质集成三维算术逻辑单元(arithmetic logic unit,ALU)芯片。该芯片采用3D堆叠结构,上层使用90 nm CNTFET工艺提升关键路径速度与散热能力,下层采用TSMC 90 nm CMOS工艺以确保成本控制与工艺可行性;基于Cadence Integrity3DIC平台,实现该芯片的3D结构搭建,包括创建3D结构、bump设计和各个die的2D实现。实验结果表明,与纯碳基、纯硅基结构的ALU芯片相比,碳硅融合结构在散热和时序性能上均表现出优势,温度梯度较小,最高温度为53.24℃,最低温度为51.16℃,总延时为0.482 ns,时间裕度为4.382 ns。
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关键词
三维算术逻辑单元(ALU)芯片
三维集成电路(3DIC)
碳硅融合
异质集成
碳纳米管
Integrity_3DIC软件
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Keywords
three-dimensional arithmetic logic unit(ALU)chip
three-dimensional integrated circuit(3DIC)
carbon-silicon hybrid
heterogeneous integration
carbon nanotube
integrity_3dic software
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分类号
TN402
[电子电信—微电子学与固体电子学]
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