信号完整性（SI）在芯片设计中日益成为关键议题芯片复制。随着芯片设计的复杂性增加，尤其是在多芯片和高级封装方案中，信号完整性面临着更为严峻的挑战。

随着数据速率的提升、特征尺寸的减小以及先进封装技术的广泛应用，信号衰减、阻抗不匹配、串扰等问题变得愈加复杂，尤其在多芯片系统中，信号路径的跨基板传输给设计带来了新的技术难题。

通过深入分析信号完整性在芯片设计中的演变与挑战，探索了如何通过电磁建模、信号分析和封装技术的进步来应对这些问题，芯片复制并为未来芯片设计的可预测性和可靠性提供解决方案。

Part 1

信号完整性的挑战

在单片系统（SoC）设计中，信号完整性问题相对简单，因为信号路径较短且可控。然而，随着多芯片封装（包括3D-IC和Chiplet）和复杂的系统级封装（SiP）的引入，信号路径变得更加复杂。

多芯片系统常常要求信号穿越多个介质层、连接多个芯片，这就增加了阻抗不匹配、信号衰减和串扰的风险。特别是在高频高速数据传输下，信号的质量难以保持，甚至可能导致系统功能失败。在传统SoC设计中，信号的传播路径相对较短，且信号的时序更加可预测。

然而，在基于芯片的设计中，芯片之间的连接通常跨越不同材料和层次，尤其是在高级封装中，芯片间的长路径带来新的挑战。例如，信号需要通过多个介质层、桥接器或中介层，这些都会增加传输过程中的阻抗不匹配和信号衰减。这些跨层连接的问题不仅影响数据传输的速度和准确性，也加大了信号干扰和串扰的可能性。

随着数据速率的不断提升，信号的衰减变得更加明显，芯片复制这对信号的质量构成了严峻考验。

在高速通信中，尤其是3D-IC技术应用中，SerDes（串行解串行器）通道的信号传输需要严格的电磁建模和信号完整性验证。

由于这些信号的传播速率极高，设计师必须考虑更为复杂的电磁效应（EM）和RC（电阻-电容）模型，这使得信号完整性分析变得更加复杂且计算量庞大。