数十年来，半导体职业在超级集成的道路上四通八达，一方面能够进步功用和功用，另一方面能够下降体系本钱。不过，规范的做法是将越来越多的功用塞进单个裸片上，当您想要集成某些选用不同制程的功用时，这条路就走不通了。这便是为什么3D IC– 将3D模块和内插器集成在一起变得越来越盛行的原因。当时，一个盛行的运用事例是将高带宽存储器与处理器并排结合在一起，在DRAM仓库和主存储器之间直接经过低阻抗/高度并行衔接完结更高带宽的通讯。
当然，每个规划立异都会带来新的规划问题。其间之一便是怎么办理这些体系一直到封装和电路板级中的电源完整性。通常情况下，咱们将电源完整性剖析和配电网络(PDN)规划视为能够逐芯办理的功用，可是别忘了，咱们之所以能够这么以为，得益于封装之间的高阻抗，以及芯片的高作业频率最大程度减少了芯片间通讯对片上功率噪声的影响。可是，现在不只存在一系列阻抗，谐振频率也比较宽，包含低频规模的电路板级的MHz、中频规模的内插器层/TSV层的100 MHz和高频等级的芯片级的GHz，这种特性意味着对电源完整性存在较大的潜在影响。即便咱们能够疏忽板级频率的影响，这些中频规模内的频率也肯定无法抹煞。
因而，在进行电源完整性剖析时，不能再一厢情愿地以为每个芯片相互独立互不相干了。至少要在整个3DIC的封装内剖析电源完整性。最近主办的一个网络研讨会特别议论了这种类型的电源完整性剖析。这种剖析有两个首要组成部分 – 一个是为整个3DIC设备构建一个精确的电源模型，能够在具体的瞬态和AC Spice剖析中运用，另一个是保证模型有效地反映了非常宽的呼应规模，包含从板级/封装级的MHz到芯片级的GHz。
构建一个精确的电源模型需求考虑以下几个层面。芯片/裸片的剖析现已很成熟了，能够经过RedHawk或Totem(用于模仿规划)来完结。RedHawk还被引荐用于内插器提取，能够把内插器看做是制作技能文件支撑的另一种半导体器材，RedHawk能够很好地完结这项使命。主张选用SIwave / HFSS处理TSV的提取。最终，这些能够组合成一个体系芯片功率模型(CPM)，能够在芯片模型剖析仪(CMA)中进行具体的瞬态和AC剖析。
在剖析的第二阶段，重要的是保证CPM模型能够反映整个体系所固有的广泛呼应规模。在这个阶段的芯片级剖析中，能够检查几十纳秒的活动(上面的蓝色部分)。可是，在更大的时刻间隔上，不接连的事情可能会导致较大的功率转化，比方3DIC封装中另一个芯片从作业形式切换到闲暇形式，或许板上另一个器材的活动(上面的赤色部分)。
在微秒规模内进行纳秒等级的精确剖析是不切实际的。相反，CMA供给了根据芯片级高频呼应和低频输入构建代表性功率噪声频谱的东西，其间，低频输入能够经过各种反映内插器/ TSV和封装/板对这些不接连性的呼应的各种办法生成。然后，能够将这些频谱兼并，以生成愈加精确地反映悉数呼应规模的新CPM。
建模这些较长周期时刻事情的办法包含剖析长时刻包络，或许从PowerArtist配置文件中导出，或经过手动指定的配置文件(可用于反映板上传感器的切换)导出，或经过根据针对该3DIC或许电路板的PDN生成对阻抗灵敏的随机噪声。
因为这些3DIC器材具有从芯片到板级的大规模谐振频率，全面充沛优化体系级PDN现已变得愈加重要。明显，现在需求更广泛的剖析。
