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講演抄録/キーワード
講演名 2018-11-22 13:40
Power Distribution Network (PDN) Modeling of the Perforated Planes in A Silicon Interposer for High Bandwidth Memory (HBM)
Kyungjun ChoYoungwoo KimSubin KimHyunwook ParkJunyong ParkSeongsoo LeeJoungho KimKAIST
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抄録 (和) In this paper, we first propose models of the power distribution network (PDN) of perforated power and ground (P/G) planes including substrate effects for a silicon interposer. Since it is almost impossible to simulate high-density perforated PDN structure, we suggest modeling methodology for perforated planes to reduce simulation time significantly with high accuracy.
To obtain PDN impedance of silicon interposer faster, we convert the perforated planes to solid planes with a dielectric mixture. Previously, the basic air-filled structure of equivalent solid planes is designed from the EM simulation. The resistance (R) and inductance (L) of solid planes are similarly obtained by comparing those of perforated planes. Then, the capacitance (C) and conductance (G) of perforated planes are precisely calcaled based on the conformal mapping method. From the calculated C and G, the physical dimension and material properties of the dielectric mixture of solid planes are determined respectively.
Because the PDN of a silicon interposer consists of a periodic structure, we design and analyze unit cell of PDN thoroughly. From the unit cell analysis, the electrical characteristic of an entire PDN can be successfully estimated. The PDN impedance of proposed solid and perforated planes and the simulation time to obtain each PDN impedance are compared evaluated respectively. The proposed methodology is validated by full 3-D electromagnetic (EM) simulation in the frequency range from 0.01 to 20 GHz. 
(英) In this paper, we first propose models of the power distribution network (PDN) of perforated power and ground (P/G) planes including substrate effects for a silicon interposer. Since it is almost impossible to simulate high-density perforated PDN structure, we suggest modeling methodology for perforated planes to reduce simulation time significantly with high accuracy.
To obtain PDN impedance of silicon interposer faster, we convert the perforated planes to solid planes with a dielectric mixture. Previously, the basic air-filled structure of equivalent solid planes is designed from the EM simulation. The resistance (R) and inductance (L) of solid planes are similarly obtained by comparing those of perforated planes. Then, the capacitance (C) and conductance (G) of perforated planes are precisely calcaled based on the conformal mapping method. From the calculated C and G, the physical dimension and material properties of the dielectric mixture of solid planes are determined respectively.
Because the PDN of a silicon interposer consists of a periodic structure, we design and analyze unit cell of PDN thoroughly. From the unit cell analysis, the electrical characteristic of an entire PDN can be successfully estimated. The PDN impedance of proposed solid and perforated planes and the simulation time to obtain each PDN impedance are compared evaluated respectively. The proposed methodology is validated by full 3-D electromagnetic (EM) simulation in the frequency range from 0.01 to 20 GHz.
キーワード (和) Conformal mapping / High bandwidth memory / Power distribution network / Silicon interposer / / / /  
(英) Conformal mapping / High bandwidth memory / Power distribution network / Silicon interposer / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 118, no. 317, EMCJ2018-62, pp. 21-21, 2018年11月.
資料番号 EMCJ2018-62 
発行日 2018-11-15 (EMCJ) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 EMCJ IEE-EMC IEE-MAG  
開催期間 2018-11-22 - 2018-11-23 
開催地(和) KAIST(韓国大田市) 
開催地(英) KAIST 
テーマ(和) EMC Joint Workshop 2018, Daejon 
テーマ(英) EMC Joint Workshop 2018, Daejon 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 EMCJ 
会議コード 2018-11-EMCJ-EMC-MAG 
本文の言語 英語 
タイトル(和)  
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Power Distribution Network (PDN) Modeling of the Perforated Planes in A Silicon Interposer for High Bandwidth Memory (HBM) 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) Conformal mapping / Conformal mapping  
キーワード(2)(和/英) High bandwidth memory / High bandwidth memory  
キーワード(3)(和/英) Power distribution network / Power distribution network  
キーワード(4)(和/英) Silicon interposer / Silicon interposer  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) Kyungjun Cho / Kyungjun Cho /
第1著者 所属(和/英) Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) Youngwoo Kim / Youngwoo Kim /
第2著者 所属(和/英) Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) Subin Kim / Subin Kim /
第3著者 所属(和/英) Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) Hyunwook Park / Hyunwook Park /
第4著者 所属(和/英) Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) Junyong Park / Junyong Park /
第5著者 所属(和/英) Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) Seongsoo Lee / Seongsoo Lee /
第6著者 所属(和/英) Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
第7著者 氏名(和/英/ヨミ) Joungho Kim / Joungho Kim /
第7著者 所属(和/英) Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
Korea Advanced Institute of Science and Technology (略称: KAIST)
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講演者
発表日時 2018-11-22 13:40:00 
発表時間 20 
申込先研究会 EMCJ 
資料番号 IEICE-EMCJ2018-62 
巻番号(vol) IEICE-118 
号番号(no) no.317 
ページ範囲 p.21 
ページ数 IEICE-1 
発行日 IEICE-EMCJ-2018-11-15 


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