《三維集成無源電路設計》為產業化提供關鍵技術儲備和理論支撐

隨著無線通信和移動通信系統的高速發展，電路系統的設計逐漸趨向于小型化、輕量化、高集成度。射頻前端系統在整個信號傳輸過程中，可以對信號進行變頻、放大和過濾，是無線通信模塊的重要部分。但是，射頻前端系統中有源電路的特征尺寸和集成度遵循摩爾定律持續提升，集成無源元件尺寸減小速度相對緩慢，目前多采用分立器件，無法基于現有集成電路技術實現集成。基于硅通孔(through silicon via，TSV)的三維集成技術為解決無源元件尺寸大、不可集成的瓶頸問題提供了重要方案。

基于TSV的3D異構集成系統

硅通孔(TSV)技術作為一種三維集成技術，不僅可以實現異構芯片的垂直互連和電氣連接，還可以提供低損耗的垂直互連，增加帶寬，成為眾多三維集成技術研究中最流行的技術之一。近些年隨著三維集成技術的發展，針對TSV 的射頻微波器件也開始被研究，基于TSV 的電感器、電容器和無源濾波器已經被設計研發，和傳統結構相比，不但在尺寸上具有很大的優勢，而且在高頻段具有高可靠性和低損耗等優良的電學特性。因此，研究基于TSV的小型化無源器件對未來高質量的射頻和無線通信系統的發展具有重要的意義。

《 》主要介紹硅通孔三維集成關鍵技術，主要包括基于TSV 的三維濾波器、三維分支線耦合器、三維功分器、三維變壓器等內容。從三種小型化無源濾波器設計，介紹基于TSV 的三維濾波器的結構機理及關鍵特性。

三維集成無源電路設計

王鳳娟 等著

北京 : 科學出版社, 2025. 8

ISBN 978-7-03-081850-8

全書共7 章內容，其中：

• 第1 章是緒論，主要對硅通孔三維集成關鍵技術進行簡單介紹，重點概括國內外研究進展，包括基于TSV 的三維濾波器、基于TSV 的三維分支線定向耦合器、基于TSV 的三維功分器和基于TSV 的三維變壓器；

• 第2 章是基于TSV 的毫米波交指型帶通濾波器，主要討論交指型帶通濾波器的設計原理，包括均勻阻抗濾波器以及階躍阻抗下的四種交指型帶通濾波器結構的分析與優化；

• 第3 章是基于TSV 的無反射濾波器設計，主要討論兩種對稱結構的雙端口低通無反射濾波器和三種互補雙工結構的三端口無反射濾波器；

• 第4 章是三維集成共模噪聲抑制濾波器設計，主要討論基于全通和低通兩種共模噪聲抑制濾波器的設計；

• 第5 章是基于TSV 的分支線耦合器設計，分別討論基于TSV 的集總參數分支線耦合器設計和分布參數分支線耦合器設計；

• 第6 章是基于TSV 的功分器設計，主要介紹基于TSV 的單頻功分器和雙頻功分器的特性研究；

• 第7 章是基于TSV 的變壓器設計，主要討論基于TSV 的三種新型結構的變壓器設計。

本書可以為推進三維集成技術在電子信息系統領域的產業化提供關鍵技術儲備和理論支撐。每章既自成系統，又相互聯系，王鳳娟負責撰寫第1～3 章，尹湘坤負責撰寫第4、5 章，楊媛負責撰寫第6 章，余寧梅負責撰寫第7 章。全書由王鳳娟統稿和定稿。本書相關研究得到國家自然科學基金項目(92364101、62274133、61774127)、陜西省重點研發計劃項目(2023-YBGY-118)、霍英東教育基金會高等院校青年教師基金項目(171112)的資助。

本文摘編自《三維集成無源電路設計》（王鳳娟等著. 北京 : 科學出版社,2025. 8）一書“前言”“第1 章 緒論”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-081850-8

宋無汗，15902971152

鄭小羽，18049634557

本書面向射頻前端系統，采用基于硅通孔(TSV)的三維集成技術，研究小型化、可集成化無源元件等核心科學問題，介紹相關前沿領域和研究進展，重點論述基于TSV 的濾波器、分支線耦合器、功分器、變壓器等關鍵技術，可為關鍵前沿領域的戰略研究布局和技術融通創新提供基礎性、通用性的理論基礎，技術手段和知識儲備，為推進三維集成技術在電子信息系統領域的產業化提供關鍵技術儲備和理論支撐。

本書可供高等院校微電子科學與工程、電子信息工程、電子封裝技術、微機電系統工程、材料科學與工程等專業的高年級本科生、研究生和教師使用，也可供相關領域的工程技術人員參考。

（本文編輯：劉四旦）

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