🔗 5. Chiplet統合における制約整合とレイアウト設計
5. Constraint Alignment and Layout Design in Chiplet Integration
🎯 目的｜Objective
本章では、GAA / AMS / MRAM 各ブロックを2.5Dインターポーザ上に統合する際の
レイアウト設計、制約整合、パッケージ配置について記述する。
This section outlines layout strategies and constraint alignment
for chiplet integration over a 2.5D interposer platform.
🗺️ 統合構造と構成レイヤー｜Integration Structure
- GAA Logic：中央配置（主制御・高密度ロジック）
- AMS Block：エッジ側配置（ノイズ源から距離を確保）
- MRAM Block：熱設計上、GAAとの間隔を持たせて配置
- Power/GND層：上位層に分離構造、バイパス・デカップリング配置
- クロック/通信線：隣接干渉を避けて物理ルートを調整
🧮 配置と配線設計｜Floorplan and Routing
| 項目 | 設計方針 |
|---|---|
| クロック供給 | 中央から各ブロックへ等長配線設計 |
| シリアル通信線 | AMS干渉を避けるルート設計 |
| 電源供給 | AMS用は専用PDN or LDOを通すことを推奨 |
| GND配置 | EMI制御のためAMS/GAAで分割構造採用可 |
📡 EMI / 熱 / 応力の配置考慮｜Constraint-Aware Placement
- EMI：高周波クロック源（PLL）はAMSから物理的に隔離
- Thermal：MRAM書込みによる発熱をAMSに伝播させない
- Mechanical：ブロック間の熱膨張差による応力集中回避
Placement and routing must consider physical proximity, thermal boundaries,
and signal integrity simultaneously.
🔄 制約整合と競合回避｜Constraint Reconciliation
| 制約カテゴリ | 競合例 | 対応設計方針 |
|---|---|---|
| SI vs EMI | クロック信号をGAAとAMSが共有 | バス分離・GND強化 |
| 熱 vs 応力 | 発熱ブロックが応力集中点と重なる | 中間層で放熱 or 分散配置 |
| 電源 vs EMI | 高電流路がノイズ源と交差 | 層分割とフィルタ挿入 |
📘 本章のまとめ｜Summary
- GAA / AMS / MRAM の物理的配置と接続方針を明確化
- 各種制約（熱・応力・EMI・電源）を相互に衝突しないよう調整
- 次章ではこの統合レイアウトに対してFEM解析による定量評価を行う
Clear alignment of layout with physical constraints sets the stage
for precise simulation and optimization in the following FEM analysis.