具体描述
编辑推荐
适读人群 ：本书可作为3D集成电路相关研究人员、工程技术人员的参考用书， 也可作为高等院校相关本书是3D设计领域的综述，重点在于使3D技术被采纳的EDA工具和算法，实施架构和在未来的、潜在的3D系统设计。
主要介绍了以下内容：
3D集成电路技术是一种有效的设计方法，使得芯片工业能够沿着性能提高的道路继续发展。
3D集成电路技术的工艺介绍。
3D集成电路技术面临的特殊的关于EDA的挑战，以及解决方法和实践。
使用3D技术的优势。
架构和系统级设计问题。
3D集成电路设计的成本。
内容简介
《3D集成电路设计 EDA、设计和微体系结构》全面地介绍了3D集成电路设计相关的前沿技术，章节之间有侧重也有联系。第1章首先通过处理器与存储器速度差异造成的访问速度问题，引入了3D集成电路产生的原因和存在的问题。第2章介绍了3D集成电路制造相关的基本工艺问题。针对3D集成电路远比平面集成电路严重的散热问题，在第3章总结了相关的热分析和电源传输设计方法，简述了解决相关瓶颈问题的方案。随后，本书走向设计层面，在第4章介绍了带有2D块和3D块的3D布局规划算法。在第5章介绍了几种基于热分析的3D全局布局技术，并通过实验结果比较了多种3D布局技术。第6章针对的是3D集成电路的布线，介绍了基于热分析的3D布线和热通孔插入技术。第7章介绍了重排传统的2D微处理器模块的方法，对不同设计技术、方法进行了讨论。接下来，本书继续提升设计层次，在第8章讨论了3DNoC的设计，包括多种网络拓扑结构和3D片上路由器设计。第9章介绍了高能效服务器设计的3D架构研究。第10章对3D集成电路技术潜在的成本优势进行了系统级分析与设计探索。
作者简介
本书的作者都是3D集成电路研究领域的专家，Yuan Xie教授就职加利福尼亚大学圣巴巴拉分校（University of California at Santa Barbara）。由于他在3D集成电路架构和设计自动化上的突击贡献, 在2015年获选美国电气与电子工程师协会会士。Jason Cong教授现为加利福尼亚大学洛杉矶分校计算机系教授，系主任，北京大学客座教授。他于2001年获选美国电气与电子工程师协会会士。Sachin Sapatnekar教授在明尼苏达大学就职，曾任IEEE transaction of CAD主编，美国电气与电子工程师协会会士。
目录
译者序
原书序
原书前言
第1章 介绍 1
参考文献 11
第2章 3D集成电路工艺考量 12
2.1 介绍 12
2.2 背景:3D集成技术的初期需求 13
2.3 影响3D设计艺术状态的工艺因素 14
2.3.1 各层的堆叠方向:正面对背面与正面对正面 14
2.3.2 层间对准:层间互连误差 15
2.3.3 键合界面设计 17
2.3.4 硅通孔维度:设计点选择 19
2.3.5 通孔工艺集成和通孔类型的重新分类 21
2.4 总结 23
参考文献 24
第3章 三维 （3D） 芯片的热和电源传输挑战 26
3.1 介绍 26
3.2 三维集成电路中的热问题 27
3.2.1 热PDE 27
3.2.2 稳态热分析算法 28
3.2.3 有限元法（FEM） 30
3.2.4 三维电路热优化 33
3.3 三维芯片中的电源传输 34
3.3.1 电源传输基础 34
3.3.2 三维芯片电源传输:模型和挑战 35
3.3.3 控制PSN噪声的设计技术 39
3.3.4 控制PSN噪声的CAD技术 43
3.4 结论 46
参考文献 46
第4章 热敏感3D布局规划 50
4.1 介绍 50
4.2 问题说明 51
4.2.1 含二维块的三维布局规划 51
4.2.2 含三维块的三维布局规划 52
4.3 含二维块的三维布局规划表示法 53
4.3.1 二维表示法的基本表示 53
4.3.2 不同表示法的分析 57
4.4 含三维块的三维布局规划表示法 61
4.4.1 三维切片树 61
4.4.2 三维CBL 61
4.4.3 三元序列 63
4.4.4 多种表示法的分析 65
4.5 优化技术 66
4.5.1 模拟退火 66
4.5.2 基于SA的含二维块的三维布局规划 66
4.5.3 基于SA的含三维块的三维布局规划 68
4.5.4 解析方法 70
4.6 多种三维布局规划技术的影响 72
4.6.1 含二维块的三维布局规划影响 72
4.6.2 含三维块的三维布局规划的影响 74
4.7 总结和结论 76
附录 折叠3D元件设计 77
参考文献 80
第5章 热敏感三维 （3D） 布局 83
5.1 介绍 83
5.1.1 问题建模 83
5.1.2 现有三维布局技术总览 85
5.2 基于分块的技术 86
5.3 二次均匀建模技术 88
5.3.1 线网长度目标函数 89
5.3.2 单元排布成本函数 90
5.3.3 热分布成本函数 91
5.4 多层布局技术 92
5.4.1 三维布局流程 92
5.4.2 解析布局引擎 92
5.4.3 多层架构 96
5.5 基于变换的技术 97
5.5.1 本地堆叠转换方法 98
5.5.2 折叠转换方法 98
5.5.3 基于窗口的堆叠/折叠转换方法 99
5.6 合法化和详细布局技术 100
5.6.1 粗合法化 100
5.6.2 详细合法化 101
5.6.3 通过RCN图的层指定 103
5.7 三维布局流程 104
5.8 多种三维布局技术的影响 104
5.8.1 线网长度和TSV数目的折中 105
5.8.2 热优化的影响 110
5.9 三维布局对线网长度和中继器使用的影响 111
5.9.1 二维/三维布局器和中继器估计 112
5.9.2 实验设置和结果 112
5.10 总结和结论 114
参考文献 115
第6章 三维 （3D） 集成电路中的热通孔插入和热敏感布线 118
6.1 介绍 118
6.2 热通孔 118
6.3 把热通孔插入到布局后的设计 120
6.4 布线算法 123
6.4.1 多层方式 124
6.4.2 使用线性编程的两段方法 126
6.5 结论 129
参考文献 129
第7章 三维 （3D） 微处理器设计 131
7.1 介绍 131
7.2 堆叠完整模块 132
7.2.1 三维堆叠式缓存 132
7.2.2 可选功能 135
7.2.3 系统级集成 139
7.3 堆叠功能单元模块 139
7.3.1 移除互连线 139
7.3.2 对硅通孔的要求 141
7.3.3 设计局限问题 142
7.4 拆分功能单元模块 143
7.4.1 三维缓存结构的折中 143
7.4.2 运算单元的三维分拆 148
7.4.3 三维加法器 148
7.4.4 接口单元 150
7.5 结论 151
参考文献 153
第8章 三维 （3D） 片上网络架构 155
8.1 介绍 155
8.2 片上网络的简要介绍 156
8.2.1 NoC拓扑 156
8.2.2 NoC路由设计 158
8.2.3 NoC设计的更多信息 158
8.3 三维NoC架构 159
8.3.1 对称的NoC路由设计 159
8.3.2 三维（3D）NoC总线混合路由设计 161
8.3.3 真三维（3D）路由设计 162
8.3.4 按维度分解NoC路由设计 164
8.3.5 多层三维NoC路由设计 164
8.3.6 三维NoC拓扑设计 165
8.3.7 三维工艺对NoC设计的影响 166
8.4 使用三维NoC架构的多处理器芯片设计 166
8.4.1 三维二级缓存在CMP架构上的堆叠 167
8.4.2 dTDMA总线作为通信支柱 168
8.4.3 三维（3D）NoC总线混合路由架构 169
8.4.4 处理器和二级缓存组织 170
8.4.5 缓存管理策略 170
8.4.6 方法学 172
8.4.7 结果 173
8.5 结论 176
参考文献 176
第9章 PicoServer:使用三维 （3D） 堆叠技术建立能源效率服务器 179
9.1 介绍 179
9.2 背景 182
9.2.1 服务器平台 182
9.2.2 三维堆叠技术 184
9.2.3 DRAM技术 186
9.3 方法 186
9.3.1 仿真研究 186
9.3.2 估算功率及面积 189
9.4 PicoSever架构 191
9.4.1 核心架构和多线程的影响 192
9.4.2 宽共享总线架构 193
9.4.3 片上DRAM架构 194
9.4.4 一个CMP架构的多NIC需求 198
9.4.5 在三维堆叠中的热考虑 198
9.4.6 将闪存集成到PicoServer的影响 200
9.5 结果 205
9.5.1 整体表现 205
9.5.2 总体功率 208
9.5.3 能源效率的帕累托（Pareto）图 209
9.6 结论 212
参考文献 212
第10章 系统级三维 （3D） 集成电路成本分析与设计探索 216
10.1 介绍 216
10.2 三维集成电路的早期设计评估 217
10.2.1 “兰特规则”的初探 217
10.2.2 芯片面积和金属层估计 218
10.2.3 TSV技术的影响 219
10.3 三维（3D）成本模型 220
10.4 系统级三维IC设计探索 223
10.4.1 评估TSV对芯片面积的影响 223
10.4.2 三维（3D）IC中减少金属层的潜力 223
10.4.3 键合工艺:D2W或W2W 224
10.4.4 成本与三维层数 225
10.4.5 异构堆叠 226
10.5 成本驱动型的三维设计流程 227
10.5.1 案例分析:两层OpenSPARC T1三维处理器 229
10.6 交互对称设计的三维掩膜版的重复使用 230
10.7 结论 231
参考文献 231
前言/序言
原书前言
对于一个观察者来说，纽约市在集成电路设计人员心目中有一个特殊的位置。
曼哈顿结构，模仿了著名的街区和街道，常规应用于物理设计:在此范例下，所有的形状被拆分成矩形，每条线网都垂直或平行于其他线网。3D集成电路的出现将这一规律扩展到曼哈顿的另一个显著特点，即它的摩天大楼，原因是IC向上搭建， 有源器件层堆叠在一起。更准确地说，不再像传统的2D IC工艺仅有一个带有有源 器件层的衬底和此层之上的几层互连线，3D IC将多个芯片层堆叠在一起。这提升了硅实际空间的利用率，并使在堆叠中使用高效的通信结构（就像摩天大楼的电梯）成为可能。
从主流的2D规范到3D显然不是一小步:在不止一个方面，这种改变都增加了一个新的IC设计维度。三维设计需要创新的工艺和制造技术来可靠地、经济地 将多层电路堆叠在一起，需要设计方法从电路层次到架构层次均能充分利用3D的 优势，需要计算机辅助设计（CAD）技术能在设计的所有阶段分析和优化电路。
在之前的几年中，随着3D工艺技术逐步成熟，3D集成电路已经实现，该领域已经引起了研究关注的大爆发。本书的目的就是捕捉当前最先进的技术并向读者综合地介绍当前制造工艺、设计方法、计算机辅助设计（CAD）技术的进展。本书的 一部分内容由该领域最前沿的研究构成，细致探讨了设计3D集成电路的挑战与机遇。
3D集成电路的历史要向前追溯很多年，最早可追溯到几十年前日本政府资助的一个重要研究项目。只是在最近几年，3D集成电路才吸引了关注，如今被认为是一种可实现的选项。时至今日，主要的半导体工业巨头们都在该领域投入了大量的资源。因此，3D技术正处在一个出现重大飞跃的平衡点上。该技术的内容和动 机在第1章中介绍。
3D集成电路覆盖领域广，现有的多种3D技术为成本和性能的折中提供了广阔的空间。这包括多个芯片置于一个衬底上的硅基类工艺，中间层间距为数百微米量级的晶圆级堆叠，以及中间层间距为数十微米量级的薄芯片/晶圆堆叠。前两者的优点是可以实现紧密封装和更高层的集成，缺点是常常造成层间通信的大量性能开销。最后一种，拥有更小的层间距，不仅增加了集成层数，而且利用了能实际显 著改善等效2D实现的新结构。这样先进的技术是本书的重点，此类技术的前沿示例在第2章中有详细阐述。
在构建3D结构的过程中，大量的问题需要CAD工具和设计技术解决。从2D到3D的变化基本上属于拓扑结构的变化，因此为3D芯片设计布局规划、布局及布线工具是非常重要的。此外，3D芯片单位尺寸内比对应的2D芯片需要更大量 的电流，导致了严重的热和电源传输的瓶颈。用于3D的任何物理设计系统必须包 含热分析部分，并且必须关注电源传输网络的构建问题。所有这些问题在第3～6 章中着重进行了说明。在系统层次方面，3D架构可用于构建新结构。对于传感器芯片，传感器可以置于顶层，模拟放大器置于其下，数字信号处理电路再下一层。这种思路已经在概念和实现层次上应用于图像传感器和天线阵列了。对于处理器设计，3D结构使存 储器可以堆叠在处理器之上，从而允许两者间高速的通信，这将解决此类系统中最 主要的一个性能瓶颈。第7～9章讨论了几个系统设计的例子。最后，第10章给出 了一种3D电路成本分析的方法。
我们希望本书能带给读者当前3D IC设计的整体状况和该技术未来的展望。
Sachin Sapatnekar
原书序
我们生活在一个大变革的时代，就像摩尔定律描述的那样，电子世界最近的几 十年见证了前所未有的成长和进步。摩尔定律预测晶体管的集成度每1.5～2年翻一番。与此同时，单个器件的性能同步提升，功耗同步减小，这也让集成电路的总功耗保持可控。没有趋势可以永远持续，不幸的是摩尔定律正要面对这一现状。几年前当CMOS器件不再能继续沿着以往的规律按比例缩小时，困难就出现了。像栅氧化层厚度等关键器件参数已经无法简单地按比例缩小了。结果，器件的关断电流开始以惊人的比率飙升。这些传统的按比例缩小技术的连续问题致使集成电路时钟频率降到几GHz的范围以内。当然，芯片可以选更高的时钟频率，但那样热问题将无法控制。这引发了近期处理器的多核趋势，让每个处理器核最多工作在几GHz。这样做的目标是不再通过提升速度提高整体性能，而是通过增加更多的 处理器核来增加并行处理能力以实现性能提升。存在的挑战是确保通用代码可以有效地并行化。另一个提升CMOS工艺性能的潜在解决方案是，3D集成电路（3D IC）。通过在垂直方向实现多个有源“层”的工艺，益处显著。全局线网将大大缩短，互连带宽将大大提升，延迟将显著减小。大量的低延迟缓存将被应用，智能物理设计将协助减轻热和电源传输的热点。三维集成电路工艺为保持摩尔定律预计的进展提供了可实现的路径，而且不需要传统的按比例缩小。这是未来的一个至关重要的机会。美国国防部先进研究项目局（DAPRA）在许多年前就意识到3D IC工艺的重要性，并对于此领域中具有军用相关性和应用潜质的项目进行了仔细的筛选和资助。这种工艺也有许多潜在的商业价值。针对智能成像器、异质3D集成堆叠和数字性能提升，DAPRA的微系统技术办公室近年启动了一系列基于3D IC的项目。本书中很多章节的研究结果是由DAPRA在3D IC领域赞助的推动下实现的。3D集成电路技术现在尚处于早期阶段，有些工艺刚刚实现而更多的正在开发过程中。然而，它的潜力如此之大以至于一个专注的团队已经开始认真研究和3D IC相关的EDA、设计以及架构问题，这些研究均已在本书中详细总结。第1章由来自IBM公司，对设计和工艺均很擅长的专家很好地介绍了这个领域。第2章由来自IBM公司的工艺研究者提供了精彩的3D IC关键工艺总结，必将使任何设计者和架构工程师受益。第3～6章由加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）和明尼苏达大学的研究者阐述了3D IC设计自动化（EDA）的重要问题。这些章节所涉及的关键问题包括热、电气和布局的管理方法，其挑战是在建模和物理设计流程期间的一个多层电子堆栈。第7～9章介绍了3D设计问题，包括由佐治亚理工学院的专家介绍的3D处理器设计，由宾夕法尼亚州立大学的专家介绍的3D片上网络（NoC）架构，以及由密歇根大学和英特尔公司的专家介绍的高能效服务器设计的 3D架构研究。本书最后由宾夕法尼亚州立大学的专家介绍了对3D IC技术潜在成 本优势的系统级分析。像我前面提到的，我们生活在一个大变革的时代。这些变化让人惊惧，因为像摩尔定律这种长期证明的预测和规律不再有效了。然而挑战的时刻也是尝试新想法 的绝佳机会。 3D集成电路技术就是这样一个新想法。本书将成为重要的先锋角色，引领研究人员和集成电路工艺进入这一全新的领域。
DARPA微系统技术办公室 Michael Fritze博士，于弗吉尼亚州阿灵顿，2009年3月
译者序
本书的作者都是3D集成电路研究领域的专家，Yuan Xie教授就职于加利福尼亚大学圣巴巴拉分校（University of California at Santa Barbara）。由于他在3D集成 电路架构和设计自动化上的突击贡献，在2015年获选美国电气与电子工程师协会会士（IEEE Fellow）。Jason Cong教授现为加利福尼亚大学洛杉矶分校（University of California， Los Angeles，UCLA）计算机系教授，系主任，北京大学客座教授。他 于2001年获选美国电气与电子工程师协会会士（IEEE Fellow）。Sachin Sapatnekar 教授在明尼苏达大学就职，曾任IEEE transaction of CAD主编，美国电气与电子工 程师协会会士（IEEE Fellow）。相信本书的出版，可以把几位会士对3D集成电路 设计的真知灼见带给读者。 在对集成电路发展高度重视的时代，国家要进步离不开对最新技术的关注。 3D集成电路作为集成电路行业中最有潜力的新技术之一，其研究成果很值得我们 学习。本书从3D集成电路的制作工艺到设计、热分析乃至服务器架构，全面地介 绍了3D集成电路相关的新技术，非常难得。在感谢原作者杰出工作的同时，也必须感谢机械工业出版社慧眼拾真，为我们大家引荐了本书。 本书得以完成，是大家努力的成果。侯立刚负责翻译了其中第1、3、4、5、 6、8章，汪金辉、宫娜老师翻译了第2、7章，付婧妍翻译了第9章，王中超翻译 了第10章。侯立刚、付婧妍、王中超负责了全书的统稿工作。在翻译的工程中， 也得到了同事和家人的大力支持，在此一并表示感谢! 另外，本书的出版过程中，还得到了机械工业出版社的大力帮助，特此表示衷 心的谢意。 特别需要说明的是，本书的翻译得到了北京市教委面上项目（JC002999201401）和 北京市“青年英才”计划的资助。 由于本书内容丰富，在3D集成电路领域中有很多创见，其中许多词汇并没有 确切的中文与之对应，这为本书的翻译增加了不少难度。尽管译者一直认真思考， 仔细求证，但难免还会存在错误疏漏，恳请广大读者批评指正。
用户评价
一本关于“3D集成电路设计 EDA、设计和微体系结构”的书，这个主题立刻吸引了我的注意。作为一名对集成电路技术发展趋势有着浓厚兴趣的读者，我深知3D集成电路是未来芯片发展的重要方向，它能够有效地突破传统2D设计的物理极限，实现更高的集成度和性能。书中提及的“EDA”工具，对于任何复杂的芯片设计而言，都是核心的支撑。我非常好奇，在3D集成电路的设计流程中，EDA工具将面临哪些全新的挑战？例如，在进行布局布线时，如何有效地处理三维空间中的复杂互连？在进行时序和功耗分析时，如何 accurately 考虑跨层级的相互影响？我期待书中能够深入探讨这些问题，并提供一些关于如何利用先进EDA技术来应对3D设计挑战的解决方案和案例。关于“设计”本身，我非常关注书中是否会深入探讨3D集成电路的架构设计方法论。如何有效地划分不同的功能模块，如何设计高效的层间通信接口，以及如何在堆叠结构中实现最优的性能功耗平衡？我希望书中能提供一些具体的3D设计范例，展示如何在高性能计算、移动设备或物联网等不同应用场景下，充分发挥3D集成电路的优势。此外，我也对书中关于如何解决3D设计中特有的挑战的讨论很感兴趣，比如如何有效地进行热管理，如何保证垂直互连的可靠性，以及如何优化制造良率。对于“微体系结构”的探讨，这更是触及了芯片性能的灵魂。3D结构会对传统的微体系结构设计产生哪些颠覆性的影响？例如，是否会影响指令集架构的设计，是否会改变缓存层次结构，或者是否会催生出全新的处理器设计理念？我希望书中能提供一些关于如何为3D环境量身定制微体系结构的创新思路，以及如何通过微体系结构的优化来充分发挥3D集成电路的潜力。总而言之，这本书听起来是一本极具价值的参考书，它将为我们深入了解3D集成电路设计的各个方面提供全面的指导。
评分我看到这本书的书名，立刻联想到未来计算芯片的模样。3D集成电路设计，这不仅仅是一个技术名词，更代表着一种全新的设计理念和制造模式，它正在深刻地改变着我们对芯片的认知。书中提到的“EDA”工具，就像是建造精密复杂的数字宫殿的蓝图和施工工具。我非常期待书中能够详细阐述，在3D集成电路的设计过程中，EDA工具面临着哪些前所未有的挑战？比如，如何进行三维空间的精确布线，如何高效地处理层与层之间的信号干扰，以及如何进行跨越多个芯片层的功耗和时序分析？我希望书中能提供一些关于先进EDA技术在3D设计中的应用实例，以及它们是如何帮助设计师克服这些新挑战的。关于“设计”的层面，我特别想知道书中会如何深入探讨3D集成电路的架构设计原则。如何有效地组织和管理多层异构单元之间的通信？如何在如此复杂的结构中实现最佳的性能功耗比？我期待书中能分享一些具体的3D设计范例，展示如何在高性能计算、人工智能加速器或通信领域，实现最优的设计效果。此外，我也对书中关于如何解决3D设计中特有的挑战的讨论很感兴趣，比如如何有效地进行热管理，如何保证垂直互连的可靠性，以及如何优化制造良率。对于“微体系结构”的探讨，这更是触及了芯片性能的核心。3D结构会对传统的微体系结构设计产生哪些颠覆性的影响？例如，是否会影响指令集架构的设计，是否会改变缓存层次结构，或者是否会催生出全新的处理器设计理念？我希望书中能提供一些关于如何为3D环境量身定制微体系结构的创新思路，以及如何通过微体系结构的优化来充分发挥3D集成电路的潜力。总而言之，这本书听起来是一本集理论与实践于一体的宝藏，它将为我们揭示3D集成电路设计的奥秘，并指引未来的发展方向。
评分一本关于3D集成电路设计、EDA、设计和微体系结构的书，听起来内容非常丰富且前沿。我一直对集成电路技术的发展充满兴趣，尤其是那些能够突破传统瓶颈的技术。3D集成电路的设计，正是当前集成电路领域最热门的方向之一，它有望解决摩尔定律放缓以及功耗密度过高的问题。书中提到的“EDA”工具，是实现复杂芯片设计不可或缺的环节。我特别好奇，在3D集成电路的设计流程中，EDA工具将面临哪些全新的挑战？例如，如何有效地进行三维布局布线，如何处理跨层级的信号完整性问题，以及如何进行精确的功耗和热量协同分析？我期待书中能提供一些关于新一代EDA工具在3D设计中的应用实例，以及它们是如何帮助设计师克服这些挑战的。关于“设计”的方面，我非常关注书中是否会深入探讨3D集成电路的架构设计方法论。如何有效地组织和管理多个功能层之间的通信？如何平衡计算、存储和I/O资源，以实现最优的性能功耗比？我希望书中能提供一些具体的3D设计案例，展示如何在高性能计算、人工智能加速器或移动设备等领域，充分发挥3D集成电路的优势。此外，我也对书中关于如何解决3D设计中特有的挑战的讨论很感兴趣，比如如何有效地进行热管理，如何保证垂直互连的可靠性，以及如何优化制造良率。对于“微体系结构”的探讨，这更是触及了芯片性能的核心。3D结构会对传统的微体系结构设计产生哪些深远的影响？例如，是否会影响指令集架构的设计，是否会改变缓存层次结构，或者是否会催生出全新的处理器设计理念？我希望书中能提供一些关于如何为3D环境量身定制微体系结构的创新思路，以及如何通过微体系结构的优化来充分发挥3D集成电路的潜力。总而言之，这本书听起来是一本非常有价值的参考书，它将为我们深入了解3D集成电路设计的各个方面提供全面的指导。
评分一本关于3D集成电路设计的书，这确实是一个令人兴奋的领域。我一直对将更多的计算能力压缩到更小的空间里感到着迷，而3D集成电路正是实现这一目标的终极途径之一。想象一下，将多个逻辑层堆叠起来，就像建造一座摩天大楼一样，不仅可以缩短信号传输路径，提高性能，还能显著降低功耗，甚至为未来可穿戴设备和物联网的蓬勃发展铺平道路。书中提到的“EDA”工具，即电子设计自动化，更是实现如此复杂设计的基石。我很好奇书里会深入探讨哪些具体的EDA技术，例如布局布线、时序分析、功耗优化等等。我希望它能提供一些关于如何有效地利用这些工具来应对3D设计挑战的实用技巧和案例，毕竟，传统的2D设计流程和方法论在面对垂直互连、热管理以及制造良率等全新的问题时，可能需要进行大量的调整甚至重写。关于“设计”部分，我尤其期待书中能够详细阐述3D集成电路的架构设计原则和方法。如何有效地组织和管理多个逻辑层之间的通信？如何在堆叠结构中平衡计算、存储和I/O资源？这些都是至关重要的问题。我希望书中能够提供一些创新的设计范例，展示如何在不同应用场景下，例如高性能计算、图形处理单元（GPU）或人工智能加速器中，充分发挥3D集成电路的优势。此外，对于“微体系结构”的探讨，这更是直接触及了处理器的核心。3D结构可能会对指令集架构（ISA）、缓存层次结构、流水线设计甚至分支预测等微体系结构元素产生深远的影响。我期待书中能够深入分析这些潜在的影响，并提出一些针对3D环境优化的微体系结构设计思路。例如，如何设计更高效的3D互连网络，如何利用垂直存储器来减少访问延迟，以及如何管理堆叠芯片的散热问题，这不仅仅是理论上的探讨，更需要实际的设计考量。总而言之，这本书听起来就像是一本为希望深入了解和掌握3D集成电路设计前沿技术的工程师和研究人员量身定制的指南，它涵盖了从EDA工具到具体设计方法论，再到核心微体系结构的各个层面，实属难得。
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评分拿到这本书，我的第一反应就是对3D集成电路设计这一前沿领域的强烈好奇心。我一直关注着半导体技术的发展，而3D集成电路无疑是下一代计算能力的突破口。书中提到的“EDA”工具，就像是建造复杂摩天大楼的精密仪器，对于实现3D芯片的制造至关重要。我非常好奇，在3D设计中，EDA工具会面临哪些独特的挑战？例如，如何有效地管理多层结构中的信号完整性？如何进行精确的功耗和热量分布建模，以确保芯片的稳定运行？我期望书中能提供一些关于先进EDA技术在3D设计中的应用案例，特别是那些能够自动化处理垂直互连、层间连接以及寄生效应补偿的工具。关于“设计”的部分，我期待书中能够深入阐述3D集成电路的整体架构和设计流程。如何有效地划分不同的功能层？如何设计高效的层间通信接口？如何优化整体的布局布线策略，以最小化信号延迟和功耗？我希望书中能分享一些成功的3D设计范例，展示如何在不同应用领域，如高性能计算、移动设备或数据中心，实现最优的性能功耗比。此外，关于“微体系结构”的探讨，这更是直接关系到芯片的执行效率。3D结构对处理器微体系结构会产生哪些影响？例如，是否会影响缓存的设计，如多级缓存的协同以及数据的局部性利用？是否会催生出新的指令集架构，以更好地支持多层计算单元的协同工作？我希望书中能提供一些关于如何为3D环境量身定制微体系结构的创新思路，例如如何通过调整指令调度或资源分配来最大化利用堆叠式的计算能力。总而言之，这本书听起来是一本非常有价值的参考书，它系统地介绍了3D集成电路设计中的关键技术，涵盖了EDA、设计和微体系结构等多个层面，对于推动该领域的进步具有重要意义。
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评分当我看到这本书的书名时，我的目光立刻被“3D集成电路设计”这个词组所吸引。这无疑是当前集成电路领域最前沿、最具挑战性的研究方向之一。我一直关注着半导体技术的发展，而3D集成电路的设计，更是解决了传统平面设计所面临的物理极限，为实现更高性能、更低功耗的计算设备提供了新的可能。书中提到的“EDA”工具，对于任何复杂的电子产品设计来说，都是至关重要的。我迫切想知道，在3D集成电路的设计流程中，EDA工具会面临哪些独特的挑战？例如，如何处理多层堆叠结构中的垂直互连？如何进行精确的三维布局布线和时序分析？如何有效地进行功耗和热量协同优化？我期望书中能够提供一些关于最新EDA技术在3D设计中的应用案例，以及这些工具是如何帮助设计师克服这些新挑战的。关于“设计”的层面，我非常好奇书中会如何深入探讨3D集成电路的架构设计原则。如何有效地划分不同的功能层？如何设计高效的层间通信接口？如何在大规模3D系统中进行IP集成？我希望书中能分享一些成功的3D设计范例，展示如何在不同应用场景下，如高性能计算、人工智能或通信设备，实现最优的设计效果。此外，我也对书中关于如何解决3D设计中特有挑战的讨论很感兴趣，比如如何有效地进行热管理，如何保证垂直互连的可靠性，以及如何优化制造良率。对于“微体系结构”的探讨，这更是触及了芯片性能的核心。3D结构会对传统的微体系结构设计产生哪些颠覆性的影响？例如，是否会影响指令集架构的设计，是否会改变缓存层次结构，或者是否会催生出全新的处理器设计理念？我希望书中能提供一些关于如何为3D环境量身定制微体系结构的创新思路，以及如何通过微体系结构的优化来充分发挥3D集成电路的潜力。总而言之，这本书听起来是一本集理论深度和实践指导意义于一体的著作，它将帮助我们更好地理解和掌握3D集成电路设计这一未来计算的关键技术。
评分读到这本书的书名，我脑海中立刻浮现出未来芯片设计的蓝图。3D集成电路，这几个字本身就充满了革命性的气息。它不仅仅是简单地将芯片堆叠起来，而是要解决传统平面设计遇到的物理极限，例如摩尔定律放缓的困境，以及功耗密度不断攀升带来的散热难题。书中提到的“EDA”工具，对我这个行业内的从业者来说，是日常工作中最核心的支撑。我迫切地想知道，在3D集成电路的设计流程中，EDA工具面临着哪些新的挑战？例如，如何进行跨层级的功耗和热量协同分析？如何在复杂的3D布线环境中进行高效的信号完整性检查？我希望这本书能提供一些关于新一代EDA工具的介绍，以及如何利用它们来克服3D设计中的特有障碍，比如垂直互连的建模和优化，以及如何处理多层芯片之间的寄生效应。关于“设计”本身，我非常关注书中是否会深入探讨3D架构的模块化和可重用性。如何设计能够无缝集成到3D堆叠中的标准单元库？如何在大规模3D系统中进行高效的IP集成？我期待书中能提供一些实际的设计案例，例如如何将CPU、GPU和HBM（高带宽内存）等不同功能的芯片堆叠在一起，形成一个高性能的异构计算平台。此外，对于“微体系结构”的探讨，这更是触及了芯片性能的灵魂。3D结构对微体系结构设计究竟意味着什么？例如，是否会催生出全新的缓存层次结构，以充分利用短距离的垂直互连？如何优化指令流水线，以适应多层计算单元之间的协同工作？我希望书中能提供一些关于如何为3D环境量身定制微体系结构的创新思路，例如利用局部性原理来优化数据访问路径，或者设计能够动态调整计算资源的调度策略。总的来说，这本书似乎是一扇通往未来计算硬件世界的窗口，它不仅理论联系实际，而且还深入到最前沿的设计细节，对于任何想要在集成电路领域保持领先地位的人来说，都具有不可估量的价值。
评分这本书的出现，对于我这个长期关注芯片设计领域的读者来说，无疑是一个振奋人心的消息。3D集成电路，这个曾经看似遥不可及的概念，如今正逐渐成为现实，而这本书恰恰为我们提供了一个深入了解其背后逻辑的绝佳机会。书中提到的“EDA”工具，是我非常感兴趣的部分。随着集成度的不断提高，传统的2D EDA工具在处理3D结构时，必然会遇到新的瓶颈。我希望书中能够详细介绍在3D设计流程中，EDA工具所扮演的关键角色，以及它们是如何被改进和扩展以适应新的设计维度。例如，如何进行精确的三维布局布线，如何有效地进行跨层级的时序和功耗分析，以及如何处理由于垂直互连带来的新颖设计规则和约束。我期待书中能提供一些关于最新EDA技术的研究成果和实践经验，帮助我们理解如何更高效地利用这些工具来设计复杂的三维芯片。关于“设计”本身，我非常关注书中是否会深入探讨3D集成电路的架构设计方法论。如何有效地组织和管理多个功能层之间的通信和数据流动？如何在堆叠结构中实现最佳的性能功耗平衡？我希望书中能提供一些具体的3D架构设计案例，例如如何将CPU、GPU、内存等不同功能的芯片堆叠起来，形成一个高度集成的异构计算系统。同时，我也对书中关于如何解决3D设计中特有挑战的讨论非常感兴趣，比如如何有效地进行热管理，如何保证垂直互连的可靠性，以及如何优化制造良率。此外，对于“微体系结构”的探讨，这更是触及了芯片性能的核心。3D结构会对传统的微体系结构设计产生哪些颠覆性的影响？例如，是否会影响指令集架构的设计，是否会改变缓存层次结构，或者是否会催生出全新的处理器设计理念？我希望书中能提供一些关于如何为3D环境量身定制微体系结构的创新思路，以及如何通过微体系结构的优化来充分发挥3D集成电路的潜力。总而言之，这本书似乎是一本兼具理论深度和实践指导意义的著作，它将帮助我们更好地理解和掌握3D集成电路设计这一未来计算的关键技术。
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