一种基板多芯片集成的大端口互连类芯片及实现方法

摘要

本发明提出基于多层布线基板多芯片集成的大端口互连类芯片互连构建与物理实现方法，提出适用于基板集成的多芯片互连结构与构建方法、多芯片布局、基板引脚阵列划分与分配、高速差分信号对引脚对分配、基板布线的有效分区与划分方法与相应的多芯片互连类芯片装置。本发明在基板封装尺度上，有效实现等效的大端口互连类芯片。与相应的单芯片集成实现方法相比，本发明方法可以支持多种互连结构，兼容多种微体系结构的互连子芯片，能有效的利用不同功能互连子芯片的特点，而在芯片实现的成本、可扩展性、灵活性、兼容性等方面具有更佳的兼顾性，同时对实现所需的集成电路制造技术要求更低，可同时提供不同端口数的、不同规格的互连芯片，在适应市场需求上，更为灵活。

主权项

一种基板多芯片集成的大端口互连类芯片的实现方法，其特征在于，用多个互连子芯片倒置布放于起互连与支撑作用的基板上表面，通过基板内的多层布线、垂直连接结构、金属接触区、基板与芯片上的相应金属凸点引脚阵列，在基板内实现由多个互连子芯片构成的互连结构的电气与物理连接，同时实现基板的供电网络与基板内多个互连子芯片的供电引脚连接，形成基板内系统供电网络的电气与物理连接，从而实现比所使用的互连子芯片端口数大的而功能相同的基板封装尺度级的等效大端口互连类芯片,其中将基板划分为三个区域：第一布放区域为芯片布放禁止区，该区域为沿基板四边向内扩展的区域，在该第一布放区域内禁止放置第一、二类互连子芯片，可放置面积较小的第三类互连子芯片、无源器件，以便于提高多芯片外接端口与基板底面外接金属凸点连接布线的成功率；第二布放区域与第一布放区域毗连，在该第二布放区域内仅放置第一类或第二类外层互连子芯片、无源器件；第三布放区域与第二布放区域毗连，在该第三布放区域内仅放置第一类或第二类内层互连子芯片、无源器件；该金属凸点阵列引脚被划分为中央区和一个或者多个信号区：中央区的金属凸点引脚位于基板底面金属凸点阵列引脚的中央局域，用于供电引脚；该信号区由中央区外围的相邻二层金属凸点阵列引脚构成，根据总的外接信号数，在基板底面划分出多个环状的信号区,该信号区内的引脚，先分配给高速差分对信号，分配剩余的金属凸点阵列引脚分配给辅助信号及供电引脚，高速差分对引脚之间根据降低引脚间信号干扰的需要插入一定数量的供电引脚；该方法包括布线分群步骤，用于对基板内所有互连子芯片引脚、辅助器件引脚、基板底面金属凸点阵列引脚，按互连关系的相关属性进行布线分群，具体包括：将位于基板上的所有互连子芯片与辅助器件引脚分为3个布线引脚群，所有基板内的互连子芯片与相关的辅助器件的电源与接地引脚、基板引脚阵列中的电源与接地引脚，分为第一布线引脚群；其中所有外层互连子芯片需外接的互连端口引脚以及相关的辅助器件的相应引脚分为第二布线引脚群；其余的引脚分为第三布线引脚群，其中包括所有外层互连子芯片内端口引脚、与其有互连关系的所有内层互连子芯片端口引脚、有互连关系的内层互连子芯片端口相应引脚以及芯片辅助引脚、相关的辅助器件的引脚；该互连结构按如下生成规则生成：选用p端口的互连子芯片(3/2)p个，得到端口数为N＝(1/2)p²的最大二级等效互连结构；或该互连结构按如下生成规则生成：选用p端口的互连子芯片(4/3)p个，得到端口数为(4/9)p²的最大二级等效互连结构，其中p＝3q,q为正数；或该互连结构按如下生成规则生成：选用r1行、c1列的p端口互连子芯片，得到端口数为(2r1+2c1)(p‑5)‑4p+28的等效二维全互连结构，r1和c1为正整数。