In this paper, we firstly proposed a thermal transmission line and fluidic through silicon via based embedded cooling structure for next-generation high bandwidth memory module considering signal and thermal integrity. This paper aims to design the embedded cooling structure to secure both signal and thermal integrity performances. For this, we design and analyze the thermal transmission line and fluidic through silicon via considering signal and thermal integrity. In order to verify the proposed embedded cooling structure, we compared the thermal integrity performance and temperature-dependent signal integrity performances between the proposed embedded cooling structure and the previous structure. The proposed embedded cooling structure can cool down the high bandwidth memory module, and also prevents heat accumulation inside each DRAM dies. Finally, it is confirmed that the signal integrity performances considering the operating temperature is improved compared to the previous cooling structure.
본 논문에서는 처음으로 신호 무결성 및 열 무결성을 고려한 차세대 고대역폭 메모리 모듈을 위한 열 전송 선로와 유체 흐름용 실리콘 관통 비아 기반 내장형 냉각 구조를 제안한다. 본 논문은 신호 무결성과 열 무결성을 동시에 보장하는 내장형 냉각 구조를 설계하는 것에 목적을 두고 있다. 이를 위해 열 전송 선로와 유체 흐름용 실리콘 관통 비아를 신호 무결성과 열 무결성을 고려한 디자인 및 분석을 통해 설계하였다. 제안한 구조를 검증하기 위해 기존 구조의 열 무결성 성능과 온도를 고려한 신호 무결성 성능을 비교하였다. 제안한 구조가 고대역폭 메모리 모듈을 더 효과적으로 냉각하였고, 또한 디램의 열 축적 현상을 방지하였다. 최종적으로 기존 냉각 구조를 반영한 경우보다 동작 온도를 반영한 신호 무결성 성능이 개선되었음을 확인했다.
