JP7426103B2 - 高ピーク帯域幅i/oチャネルを備えたモジュール - Google Patents
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Description
本出願は、それらの内容が参照によりそれらの全体がすべての目的のために本明細書に組み込まれる、2018年6月5日に出願され、「INTEGRATED CIRCUIT CONSTRUCTION AND METHOD OF MANUFACTURE」と題する、米国仮出願第62/680,762号、および2018年6月28日に出願され、「MODULE WITH HIGH SPEED/HIGH DENSITY I/O CHANNELS」と題する、米国仮出願第62/691,204号の優先権および利益を主張する。
Diasらの、2014年3月28日に出願され、「METHOD AND PROCESS FOR EMIB CHIP INTERCONNECTIONS」と題する、Diasらの特許文献1(Diasらの´295)は、成形可能な化合物内に組み込まれ、EMIBに取り付けられた複数の高密度半導体ダイを電気接続するために使用されるBEOL技法を使用して、半導体ダイ上に組み立てられた高密度I/Oリンクを備える、組込み型マルチダイ相互接続ブリッジ(EMIB)を教示する。半導体ダイは、高密度I/Oチャネルを形成する2.5μm未満のハーフラインピッチを有する高密度相互接続を備える。EMIBは、EMIB誘電体媒質を形成する成形可能な化合物内のはるかに広いハーフラインピッチでの追加の相互接続を備える。Diasらの´295は、受動等化回路または増幅回路をEMIBまたはそれに取り付けられた組込み型半導体ダイ内に統合することに関して沈黙している。また、能動回路を備える半導体キャリア内にI/Oチャネルを統合する技術、キャリア内に組み込まれた、もしくはキャリア表面に形成された受動回路網、またはシステム内のすべてのデバイスもしくは部品に電力を均等に分配する新しい電力管理システムに関しても沈黙している。
「第1世代スタックマシン」または「第1世代スタックマシン情報アーキテクチャ」という用語は、スタックプロセッサ情報アーキテクチャを指すと本明細書では理解され、データがメモリ内に常駐し、そこで、一連の演算子およびオペランドが選択されたメモリアドレスを通過して、所望のアルゴリズムの結果を取得する。
i.単純な並列終端174は、伝送線路170の特性インピーダンス(Zo)を接地に整合させるインピーダンス整合抵抗器175にロードパッド172を直接接続する。
ii.単純な並列フライバイ終端176は、スタブ177を介してロードパッド172を、伝送線路170の特性インピーダンス(Zo)と整合し、ロード172の物理的寸法がインピーダンス整合抵抗器175でのパッド間の即時接続を許可しないので、接地にも接続されるインピーダンス整合抵抗器175に接続する。
iii.能動並列終端178は、伝送線路170の特性インピーダンス(Zo)を電圧ソースVbiasに整合させるインピーダンス整合抵抗器175にロードパッド172を直接接続する。
iv.テブナン終端179はテブナン分圧器を使用し、伝送線路170の特性インピーダンス(Zo)に整合する終端抵抗は、ロードパッド173と電源181との間に接続された第1の抵抗器180と、ロードパッド173を接地に直接接続する第2の抵抗器182との間で分割される。
v.直列RC並列フライバイ終端183は、直列にネットワーク化された抵抗器184およびコンデンサ185を終端インピーダンスとして使用し、スタブ177を介してパッド173に接続された抵抗器184は、伝送線路170の特性インピーダンスと整合する抵抗を有し、コンデンサ185は、設計しきい値を超えて信号を遅延させることなく、接地への電流の一の流れを遮断する。
vi.差動対(3.3V PCMIL)フライバイ終端186は、伝送線路170を終端電圧188に接続し、伝送線路170の特性インピーダンスに整合し、スタブ177を介してロードパッド173を終端電圧188に接続する伝送線路170および2つの終端抵抗器175の特性インピーダンスの2倍の抵抗を有する送信機に2つの並列抵抗器187を有する2つの伝送線路170を利用する。
M(I) (1-x-y-z)M(II) (x)M(III) (y)M(IV) (z)Zr(1-a-b)Hf(b)Ti(a)O3(4a)
によって与えられ、ここで、M(I)、M(II)、M(III)、M(IV)は、熱力学的に安定したペロブスカイト結晶を形成する追加の金属酸化物成分であり、x、y、およびzは、すべてのM(I)、M(II)、M(III)、M(IV)元素成分の合計が制約:
(1-x-y-z)+(x+y+z)=1(4b)
および
(1-a-b)+(a+b)=1(4c)
を満たすような比率を形成する分数モル分率である。
A3B2(SiO4)3(2)
Claims (20)
- 多層表面界面内に組み込まれた少なくとも1つの高ピーク帯域幅I/Oチャネルをさらに備える1つまたは複数のハイブリッドコンピューティングモジュールを備えるコンピューティングシステムであって、
前記多層表面界面が、半導体ダイ、半導体キャリア、半導体チップスタック内に組み込まれたインターポーザ回路、または基板もしくは半導体キャリアに取り付けられた半導体ウェハの結合アセンブリを形成するために誘電体または半導体基板に形成され、
前記高ピーク帯域幅I/Oチャネルが、半導体ダイ、前記半導体キャリア、または半導体チップのスタックアセンブリ内に組み込まれたインターポーザ回路上の入力ポートおよび出力ポートとの電気的インターフェースを形成するバイアをさらに備え、
前記多層表面界面が、前記バイア間の信号伝送を電気的に結び付けるデータ信号プレーン内にチャネルリンクを形成する導電性手段、低透磁率/超低損失誘電体、電力プレーンおよび接地プレーンを形成する追加の導電性手段を備え、場合によって信号を送ることができ、能動半導体層および1つまたは複数の制御プレーンを備え、
前記多層表面界面が、前記高ピーク帯域幅I/Oチャネル内に組み込まれた容量性、誘導性、および抵抗性の素子を備える受動回路網フィルタリング回路をさらに備え、
前記受動回路網フィルタリング回路が、フェムト秒の応答時間で分極および脱分極する高エネルギー密度電気セラミック誘電体部品をさらに備える、コンピューティングシステム。 - 半導体チップキャリアの能動半導体表面内に組み込まれた能動切替え素子、前記半導体チップキャリアに取り付けられた半導体ダイ、または半導体チップのスタックアセンブリ内に組み込まれた半導体が、前記多層表面界面内の信号制御プレーンとの電気的インターフェースを形成し、前記受動回路網フィルタリング回路が、クロックまたはデータ復元回路として機能する、請求項1に記載のハイブリッドコンピューティングモジュール。
- 共振ゲートトランジスタが、
半導体チップキャリア、半導体ダイ、または能動半導体インターポーザ回路上に形成された多層界面の能動半導体表面内に組み込まれ、
前記多層表面界面の信号制御プレーンと電気通信し、
減衰信号を増幅するために前記高ピーク帯域幅I/Oチャネル内の入力バイアと出力バイアの間に挿入される、
請求項1に記載のハイブリッドコンピューティングモジュール。 - 前記共振ゲートトランジスタのゲート電極内に組み込まれたインダクタ、コンデンサ、および抵抗器が、共振周波数での、または所望のスペクトル周波数帯域上の前記減衰信号の最大増幅を調整するために帯域調整素子として機能する、請求項3に記載の共振ゲートトランジスタ。
- 前記高ピーク帯域幅I/Oチャネルが、差動対として構成された導電性手段、および双方向増幅段として動作するように前記共振ゲートトランジスタを構成する能動切替え素子をさらに備える、請求項3に記載の高ピーク帯域幅I/Oチャネル。
- 前記高ピーク帯域幅I/Oチャネルが、前記多層表面界面のいくつかのデータ信号プレーン全体に分散され、接地壁および接地プレーンを備え、200I/O/mm/層を超える相互接続密度を有する、請求項1に記載のハイブリッドコンピューティングモジュール。
- 第1の半導体ダイ上の出力ポートまたは入力ポートを第2の半導体ダイ上の前記入力ポートまたは出力ポートと電気的に結び付けるバス回路を形成する多層表面界面内に組み込まれた高ピーク帯域幅I/Oチャネルであって、前記高ピーク帯域幅I/Oチャネルが、
前記第1および第2の半導体ダイ上の前記入力ポートおよび出力ポートと電気通信するバイアと、
前記バイアを電気的に相互接続する低透磁率/超低損失誘電体内に組み込まれた導電性手段を備えるチャネルリンクと、
前記高ピーク帯域幅I/Oチャネル内に組み込まれた容量性、誘導性、および抵抗性の素子を備える受動回路網フィルタリング回路と、
データ信号プレーン内に組み込まれた前記チャネルリンクを備える多層表面界面と、
電力プレーンおよび接地プレーン、またはオプションの信号制御プレーンを形成するための追加の導電性手段と
を備え、
前記受動回路網フィルタリング回路が、フェムト秒の応答時間で分極および脱分極する高エネルギー密度電気セラミック誘電体を含む部品を備える、
高ピーク帯域幅I/Oチャネル。 - 前記多層表面界面が、誘電体基板もしくは半導体ダイ、半導体キャリア、または半導体チップのスタックアセンブリ内に組み込まれたインターポーザ回路上に形成される、請求項7に記載の高ピーク帯域幅I/Oチャネル。
- 半導体チップキャリアの能動半導体表面内に組み込まれた能動切替え素子、前記半導体チップキャリアに取り付けられた半導体ダイ、または半導体チップのスタックアセンブリ内に組み込まれた半導体が、前記多層表面界面内の信号制御プレーンとの電気的インターフェースを形成し、前記受動回路網フィルタリング回路が、クロックまたはデータ復元回路として機能する、請求項8に記載の高ピーク帯域幅I/Oチャネル。
- 前記信号制御プレーンが、能動半導体層内に組み込まれた能動切替え素子を変調するために使用される、請求項7に記載の高ピーク帯域幅I/Oチャネル。
- 複数のチャネルリンクが、前記多層表面界面内に組み込まれた複数のデータ信号プレーン全体に分散される、請求項10に記載の高ピーク帯域幅I/Oチャネル。
- 前記複数のチャネルリンクが、接地プレーンおよび接地壁によって互いに電気的に絶縁される、請求項11に記載の高ピーク帯域幅I/Oチャネル。
- 前記高ピーク帯域幅I/Oチャネルが、200I/O/mm/層を超える線形脱出密度を有する高い相互接続密度のI/Oチャネルである、請求項12に記載の高ピーク帯域幅I/Oチャネル。
- ネットワークノードを含み、サーバファーム間およびサーバファーム内のデータの流れを管理する電気通信システムを含むネットワーク化コンピューティングシステムであって、前記電気通信システムを形成するハードウェア、ネットワークノード内のトランシーバ回路、およびサーバファームが、
ネットワーク化コンピューティングをサポートするために必要なすべての機能を提供する半導体ダイ
を備えるハイブリッドコンピューティングモジュールを備え、
前記半導体ダイが、前記ハイブリッドコンピューティングモジュール内の前記半導体ダイ間の電気的インターフェースを形成する基板に取り付けられ、
前記基板が、
低透磁率/超低損失誘電体と、
接地プレーン、電力プレーン、信号データプレーン、ならびに、前記接地プレーン、前記電力プレーンおよび前記信号データプレーン間の電気的インターフェースを形成するために使用される導電性手段、と、
を備える高ピーク帯域幅I/Oチャネルをさらに備える多層表面界面を備え、
前記信号データプレーンが、低透磁率/超低損失誘電体の層内に組み込まれ、受動フィルタリング回路網として機能するように構成された受動回路素子を形成するようにフォトリソグラフィでパターン化された高エネルギー密度電気セラミック誘電体をさらに備え、
容量性受動回路素子を形成する高エネルギー密度電気セラミック誘電体が、フェムト秒の時間スケールで分極および脱分極し、3GHzを超えるシステム動作周波数のガイド波長の1/20未満の物理的寸法を維持する誘電応答を有する、
ネットワーク化コンピューティングシステム。 - 前記基板が半導体キャリアであり、前記多層表面界面が、能動半導体層内に組み込まれた制御信号層および能動回路を備える、請求項14に記載のネットワーク化コンピューティングシステム。
- 複数の半導体ダイが、インターポーザ回路を備えるチップスタック内に結合される、請求項15に記載のネットワーク化コンピューティングシステム。
- 前記インターポーザ回路が、高ピーク帯域幅I/Oチャネルを備える、請求項16に記載のネットワーク化コンピューティングシステム。
- 前記ハイブリッドコンピューティングモジュールが、能動半導体層内に組み込まれた制御信号層および能動回路を有する多層層界面を備える、請求項14に記載のネットワーク化コンピューティングシステム。
- 前記高ピーク帯域幅I/Oチャネルが、前記半導体ダイと、前記ハイブリッドコンピューティングモジュールによって処理された電子信号データをローカル光通信バスを介して前記ハイブリッドコンピューティングモジュールから送信される光信号データに符号化し、前記ハイブリッドコンピューティングモジュールによって前記ローカル光通信バスから受信された光信号データを前記ハイブリッドコンピューティングモジュールによって処理される電子信号データに復号するその内部回路内に高ピーク帯域幅I/Oチャネルをさらに備える電気光学トランシーバとの間の電気的インターフェースを形成する、請求項14に記載のネットワーク化コンピューティングシステム。
- 前記受動フィルタリング回路網が統合バイア内に組み込まれる、請求項14に記載のネットワーク化コンピューティングシステム。
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