[发明专利]用于优化3-D芯片叠层中的热传输的计算机实现的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及优化3-D芯片叠层中的热传输。更具体地，本发明涉及使用探试方法优化3-D芯片叠层中的热传输。

背景技术

在当今的半导体工业中三维集成电路是普遍的，因为它们解决和克服了若干技术缺点。例如，涉及将若干芯片叠层成单个封装的三维封装为二维备选方案所呈现的缩放障碍提供了至少部分解决方案。

然而，三维叠层（“3-D芯片叠层”）所呈现的一个问题是叠层的层之间的邻近可能导致温度变化，这些温度变化要么损坏这些层或其中的部件，要么使得这些层或其中的部件操作不正常。例如，可能在芯片的特定区域中出现“热点”，这些“热点”可能显著妨碍性能，甚至永久地损坏芯片。

用于解决温度和流量变化的方法和系统由于多种原因而有缺陷，所述原因包括缺乏充分消除整个芯片叠层中的热点的能力，以及并不足够通用以解决3-D芯片叠层的特定部分的温度和流量需要而不危及该芯片叠层的其它部分的需要（这转而影响该芯片叠层作为整体的性能）。

因此，已经逐渐形成解决该问题所呈现的关注点的需要。

发明内容

一种用于优化3-D芯片叠层中的热传输的计算机实现的方法。该方法包括如下步骤:接收芯片叠层中多个通道-区域领域的除热效果参数，接收所述多个通道-区域领域中至少两个的流值和温度值中的至少一种，比较不同通道-区域领域的所接收的值，以及调整流入所述两个通道-区域领域中至少一个的液体的流量，该调整基于接收该调整的通道-区域领域的除热效果参数和所述比较步骤的结果，其中至少一个步骤使用计算机装置执行。

一种用于优化3-D芯片叠层中的热传输的热优化计算机系统。该系统包括：向芯片叠层提供液体的控制机构；接收单元，用于接收芯片叠层中的多个通道-区域领域的除热效果参数并且用于接收所述多个通道-区域领域中至少两个的流值和温度值中的至少一种；以及调整单元，其关于控制机构向所述至少两个通道-区域领域中的至少一个提供液体流量的方式，而指导控制机构，其中所述调整基于接收所述调整的通道-区域领域的除热效果参数和所述比较单元提供的结果。

一种有形地包含计算机可读指令的非临时制品，当实施时，其使得计算机执行用于优化3-D芯片叠层中的热传输的方法的步骤。该方法包括如下步骤:接收芯片叠层中多个通道-区域领域的除热效果参数；接收所述多个通道-区域领域中至少两个的流值和温度值中的至少一种，比较不同通道-区域领域的所接收的值；以及调整流入所述两个通道-区域领域中至少一个的液体的流量，该调整基于接收该调整的通道-区域领域的除热效果参数和所述比较步骤的结果。

附图说明

图中的流程图和框图示出了根据本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每一个框可以代表代码模块、代码片段或代码部分，所述代码模块、代码片段或代码部分包括一个或多个用于实施（一个或多个）特定逻辑功能的可执行指令。应当注意，在一些备选实施方式中，框中标注的功能可能不按图中示出的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时被执行，或者这两个框有时可以以相反的顺序被执行，这取决于所涉及的功能。也应当注意，框图和/或流程图中的每一个框，以及框图和/或流程图中框的组合，可以由执行特定功能或动作的专用的基于硬件的系统或者由专用硬件与计算机指令的组合实现。附图中包括下列图：

图1描绘了具有热点区域的示例性3-D芯片叠层。

图2（a）描绘了采用热二极管（thermal diode）向3-D芯片叠层中的通道-区域领域给予冷却剂液体的控制机制。

图2（b）描绘了采用热二极管向3-D芯片叠层中的通道-区域领域给予冷却剂液体的控制机制。

图3（a）描绘了2端口歧管，其中单向流用于在3-D芯片叠层中给予液体。

图3（b）描绘了2端口歧管，其中具有x方向流的x个腔和具有y方向流的y个腔用于在3-D芯片叠层中给予液体。

图3（c）描绘了4端口歧管，其中角流（corner flow）用于在3-D芯片叠层中给予液体。

图3（d）描绘了4端口歧管，其中对角流用于在3-D芯片叠层中给予液体。

图4示出了根据本发明实施例的方法和可计算机实现的处理。

图5的框图示出了根据本发明实施例的用于优化3-D芯片叠层中热传输的计算机实现的方法。

图6的框图示出了根据本发明实施例的用于优化3-D芯片叠层中热传输的计算机实现的方法。