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Developpement Doutils De Caracterisation Et Doptimisation Des Performances Electriques Des Reseaux Dinterconnexions De Circuits Integres Rapides Sub Cmos 65 Nm Et Nouveaux Concepts Dinterconnexions Fonctionnelles
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Book Synopsis Développement d'outils de caractérisation et d'optimisation des performances électriques des réseaux d'interconnexions de circuits intégrés rapides sub-CMOS 65 nm et nouveaux concepts d'interconnexions fonctionnelles by : Sebastien de Rivaz
Download or read book Développement d'outils de caractérisation et d'optimisation des performances électriques des réseaux d'interconnexions de circuits intégrés rapides sub-CMOS 65 nm et nouveaux concepts d'interconnexions fonctionnelles written by Sebastien de Rivaz and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les objectifs de ces travaux de recherche portent sur le développement d'outils d'évaluation des performances électriques des interconnexions de circuits intégrés des générations sub-CMOS 65 nm et sur la proposition de solutions d'optimisation de ces performances, permettant à la fois de maximiser la rapidité des circuits et de minimiser les niveaux de diaphonie. Cette optimisation est obtenue en jouant sur les largeurs et les espacements des interconnexions mais aussi sur le nombre et de taille des répéteurs placés à leurs interfaces. Une attention toute particulière a également été portée sur la réduction de la complexité de ces réseaux d'interconnexions. Pour ce faire, un simulateur basé sur des modèles de propagation des signaux a été construit. Pour les composants passifs les données d'entrée du simulateur sont issues de modélisations fréquentielles électromagnétiques précises ou de résultats de caractérisation hyperfréquences et, pour les composants actifs que sont les répéteurs, de modèles électriques fournis par des partenaires spécialistes des technologies MOS. Le travail de modélisation s'est focalisé tout particulièrement sur cinq points : la modélisation de réseaux couplés complexes, le passage dans le domaine temporel à partir de mesures fréquentielles discrètes limitées, la vérification de la causalité des signaux temporels obtenus, la modélisation de l'environnent diélectrique incluant notamment les pertes et la présence éventuelles de conducteurs flottants et enfin l'intégration de la connaissance des charges aux interfaces des interconnexions. La problématique de la mesure a elle même été adressée puisqu'une procédure dite de « de-embedding » est proposée, spécifiquement dédiée à la caractérisation aux hautes fréquences de dispositifs passifs enfouis dans le BEOL. Sont investiguées enfin des solutions de fonctionnalisation alternatives des interconnexions tirant bénéfice des couplages très forts existant dans le BEOL des technologies sub-CMOS 65 nm. Les résultats de simulations ont souligné un certain nombre de difficultés potentielles notamment le fait que les performances des technologies CMOS sur la voie « more Moore » allait requérir plus que jamais depuis la génération 45 nm une approche globalisée et rationnelle de la réalisation des circuits.
Book Synopsis Développement de méthodes de modélisation et de caractérisation hyperfréquences des réseaux d’interconnexions de circuits intégrés sub-CMOS 65 nm by : Benjamin Blampey
Download or read book Développement de méthodes de modélisation et de caractérisation hyperfréquences des réseaux d’interconnexions de circuits intégrés sub-CMOS 65 nm written by Benjamin Blampey and published by . This book was released on 2007 with total page 182 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'intégration toujours plus poussée, alliée a l'augmentation des fréquences d'horloges, les réseaux d'interconnexions contribuent aujourd'hui a plus de 50% des temps de fonctionnement des circuits numériques. La prédiction rigoureuse des temps de retard et des amplitudes des signaux nécessite une analyse sur un large spectre (DC-400Hz). La caractérisation des interconnexions «on-chip» isolées ainsi que les vias nous a permis d' établir et de valider des modèles pour prédire les performances électriques pour les générations futures. 'Une méthode expérimentale de caractérisation originale d'interconnexions couplées nous a permis d'étudier les phénomènes de diaphonie. Enfin la caractérisation et la modélisation de l'impact des dummies sur les performances des interconnexions a été grandement développée. Une procédure d'analyse dans Ie domaine temporel nous permet ensuite de quantifier l'impact des architectures du réseau d'interconnexions et des matériaux sur les performances électriques de ces interconnexions en termes de retards et de couplages inter et intra-niveaux. Ainsi, nous avons pu analyser et déterminer l'impact des nouvelles filières technologiques (CMOS 65nm a CMOS 32 nm) sur les performances électriques des interconnexions, en particulier les technologies les plus avancées tel que les intégrations de diélectriques très faibles permittivités (ultra-low-k), ou des architectures air-gap et les barrières auto-positionnées. En vue de l'amélioration des performances des réseaux d'interconnexions nous offrons aux technologues et aux designers de circuit des outils d'expertise. Les travaux présentés ont été réalisés en collaboration avec STMicroelectronics
Book Synopsis Analyse et optimisation des performances électriques des réseaux d'interconnexions et des composants passifs dans les empilements 3D de circuits intégrés by : Julie Roullard
Download or read book Analyse et optimisation des performances électriques des réseaux d'interconnexions et des composants passifs dans les empilements 3D de circuits intégrés written by Julie Roullard and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux de doctorat portent sur la caractérisation, la modélisation et l'optimisation des performances électriques des réseaux d'interconnexions dans les empilements 3D de circuits intégrés. Dans un premier temps des outils de caractérisation ont été développés pour les briques élémentaires d'interconnexions spécifiques à l'intégration 3D : les interconnexions de redistribution (RDL), les interconnexions enfouies dans le BEOL, les vias traversant le silicium (TSV) et les piliers de cuivre (Cu-Pillar). Des modèles électriques équivalents sont proposés et validés sur une très large bande de fréquence (MHz-GHz) par modélisation électromagnétique. Une analyse des performances électriques des chaînes complètes d'interconnexions des empilements 3D de puces est ensuite effectuée. Les empilements « Face to Face », « Face to Back » et par « Interposer » sont comparés en vue d'établir leurs performances respectives en terme de rapidité de transmission. Une étude est aussi réalisée sur les inductances 2D intégrées dans le BEOL et dont les performances électriques sont fortement impactées par le report des substrats de silicium. La dernière partie est consacrée à l'établissement de stratégies d'optimisation des performances des circuits 3D en vue de maximiser leur fréquence de fonctionnement, minimiser les retards de propagation et assurer l'intégrité des signaux (digramme de l'œil). Des réponses sont données aux concepteurs de circuits 3D quant aux meilleurs choix d'orientation des puces, de routage et de densité d'intégration. Ces résultats sont valorisés sur une application concrète de circuits 3D « mémoire sur processeur » (Wide I/O) pour lesquels les spécifications requises sur les débits (Gbp/s) restent un véritable challenge.
Book Synopsis Design and characterization of transmitter circuits architectures using silicon ring resonator modulators for high bit rate communications by : Olivier Dubray
Download or read book Design and characterization of transmitter circuits architectures using silicon ring resonator modulators for high bit rate communications written by Olivier Dubray and published by . This book was released on 2017 with total page 152 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Over the past decade, with the diversification of connected devices (PCs, Tablets, TVs and Smartphones), the Internet ecosystem has drastically extended. Today, 80 % world traffic is concentrated in the data centers where the data rate, the size and the cost is still growing. To address such scaling issues as bandwidth density, energy consumption and cost of the interconnects inside the data centers, the development of new optical transmitters is critical. The aim of this thesis is to propose and evaluate transmitter architectures using silicon photonics technology to address next 400 Gbit/s data rate standard over up to 2 kilometer links. The selected electro-optical modulator is the silicon ring resonator modulator which has substantial benefits: low footprint, low energy consumption and enables dense multiplexing. The optical transmitter architectures evaluations were successively optimized: from the active junction to the complete optical transmitter. This study identified the performances trade-offs impacted by the ring resonator modulator parameters. A compact model was generated to physically optimize the component in a reduced simulation time. Then, using the compact model, two transmitter architectures were studied based on classical architecture. Both are based on eight ring resonator modulators arranged in series modulating eight different wavelengths. The difference is the modulation format: the first one is electrically modulated at 50 Gbaud in 2-levels pulse amplitude modulation (PAM-2) and the second one at 25 Gbaud 4-levels pulse amplitude modulation (PAM-4). The two solutions fit the 400 Gbit/s performances demand with the use of the same trade-offs. Finally, new transmitter architectures were proposed to generate PAM-4 modulation. Unlike the previous architecture, they have in input two parallel bit streams which are optically combined to generate the PAM-4 modulation. The first solution is based on two silicon ring resonator modulator arranged in series. This architecture was validated through 30 Gbit/s transmission characterizations with only 1 Vpp. A second solution was then proposed, based on two silicon ring resonator modulators arranged in parallel in a Mach Zehnder interferometer. In the same way, transmission characterizations at 30 Gbit/s with 1.2 Vpp allows this architecture to be validated.
