芯片解密随着Chiplet技术成为异构集成的主流方案，UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）接口的信号完整性成为制约系统性能的关键瓶颈。本文提出一种基于多物理场仿真的信号完整性优化方法，通过全波电磁仿真提取UCIe接口的S参数，结合时域眼图分析评估通道性能。实验表明，该方法使UCIe通道的插入损耗降低22%，眼图张开度提升35%，误码率（BER）优于10^-15，为3nm及以下制程Chiplet设计提供可靠保障。

引言

1. Chiplet互连挑战

高频信号衰减：

UCIe 1.0标准支持32Gbps/lane速率，通道衰减达-20dB@16GHz

封装基板介质损耗（Dk≈3.8, Df≈0.015）加剧信号畸变

串扰与反射：

微凸点（Microbump）间距<10μm导致近端串扰（NEXT）>-30dB

阻抗不连续点（如过孔、拐角）反射系数>0.2

多物理场耦合：

热应力使基板介电常数漂移（ΔDk~0.1）

电源完整性（PI）噪声耦合至信号线（SSN>50mV）

2. UCIe接口优化需求

关键指标 UCIe 1.0要求 优化目标

插入损耗 < -15dB@16GHz < -12dB@20GHz

回波损耗 >10dB@DC-20GHz >15dB@DC-25GHz

芯片解密眼图高度 >400mV（PAM4） >550mV（PAM4）

抖动（RMS） <5ps <3ps

S参数提取与通道建模

1. 全波电磁仿真方法

(1) 仿真流程

三维建模：

包含微凸点、重分布层（RDL）、过孔等关键结构

最小网格尺寸<λ/20（λ为16GHz电磁波波长）

材料参数：

基板：Rogers RO4835（Dk=3.48, Df=0.0037）

铜箔：表面粗糙度Ra<0.3μm