傳輸距離對芯片供電影響的研究

摘 要：芯片工作所需的能量供應，是通過傳輸路徑送達其內部的。在傳輸過程中，存在電壓壓降、效率損耗與電壓動態響應等情況，其在高功率大電流的芯片供電應用中尤為明顯。針對此情況，研究了傳輸距離對芯片供電的影響，并對研究結果進行了分析。報告了芯片供電的傳輸距離對功耗、電壓、電源設計所帶來的影響和困難等現狀；提出了通過縮短電源傳輸距離來實現優化芯片供電質量及提高電源有效使用率的設計方案的調查與仿真，通過對調查和仿真結果進行比照分析，驗證了所提策略的有效性與可行性。

關鍵詞：傳輸距離；電源分配網絡；傳輸損耗；電源仿真

中圖分類號：TM910 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2024）17-0009-05

0 引 言

芯片，即集成電路（Integrated Circuit， IC），是一種小型化電子器件或部件的方式，是電子產品中不可或缺的存在。芯片有多種，常見的有中央處理器（Central Processing Unit， CPU）、存儲（Memory）、圖形處理器（Graphics Processing Unit， GPU）等，以及在計算機領域常用的基板管理控制器（Baseboard Management Controller， BMC）、復雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device， CPLD）等。芯片在云計算、通信、人工智能、工業互聯網及汽車與消費電子等各個領域廣泛應用[1]。

芯片是在電能驅動下實現運算或邏輯關系處理的，其工作離不開穩定可靠的電源供應。芯片電源的特性包含有電壓穩定性、電流的不確定性、電源干擾源以及電能總功率等。電源對芯片的重要性顯而易見，芯片正常工作的必要條件之一，就是其電源的高可靠性。隨著現代電子技術的快速發展，以及綠色能源體系的逐漸完善，芯片的供電技術也在其越來越受到重視的大環境下，在性能及效率等各個方面取得較快發展。……