一種提升芯片硬宏供電可靠性的方法

東科半導體的芯片硬宏供電專利，針對了現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的缺陷，提出了一種提升芯片硬宏供電可靠性的方法，通過在硬宏上方位置芯片內(nèi)部構(gòu)建硬宏專用電源網(wǎng)絡(luò)，來提升芯片硬宏供電可靠性。

在國內(nèi)芯片設(shè)計綠色化、低功耗的發(fā)展趨勢下，許多公司大力投入進行技術(shù)積累。東科半導體是我國主要從事高效綠色電源IC和大功率電源IC設(shè)計、生產(chǎn)和銷售的企業(yè)，其同步整流芯片使用了全球首創(chuàng)的獨特“兩引腳”封裝技術(shù)，供電穩(wěn)定性高，市場競爭優(yōu)勢強。

宏單元是集成電路（IC）設(shè)計中常見的單元，而硬宏則為特定的功能模塊，包括存儲器、鎖相環(huán)PLL等各種IP核，可作為專用集成電路的功能模塊。在硬宏的電源設(shè)計中，通常使用芯片本身的電源網(wǎng)絡(luò)平鋪在整個芯片進行供電，并通過疊層孔與其供電引腳連通。然而這種供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的魯棒性較差，在特殊或極端條件下，供電可靠性無法得到保障，可能會芯片性能。

基于這一背景，東科半導體于2020年5月9日提供了一項名為“一種提升芯片硬宏供電可靠性的方法”（申請?zhí)枺?02010388483.2）的發(fā)明專利，申請人為安徽省東科半導體有限公司。

在芯片設(shè)計中，硬宏單元的邏輯在內(nèi)部已經(jīng)集成好，因此可能會存在沒有芯片電源網(wǎng)絡(luò)的金屬層。本發(fā)明則提供了一種提升芯片硬宏供電可靠性的方法，在不增加芯片面積的情況下，充分利用硬宏上方空置的幾層金屬層提升供電可靠性。

圖1 提升芯片硬宏供電可靠性的方法流程圖

參考圖1，該專利提出的提升硬宏供電可靠性的方法主要包括4個步驟，首先基于芯片的設(shè)計需求和走線資源約束確定芯片電源網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)（步驟110），包括金屬層數(shù)、通用布線層數(shù)、等。緊接著確定芯片硬宏中的供電引腳所在金屬層的層號（步驟120）。

在硬宏中供電引腳所在金屬層上方，除通用布線層以外的一層或多層金屬層中，進行硬宏專用電源網(wǎng)絡(luò)的金屬線布線（步驟130），具體可表現(xiàn)為選定金屬層用于電源網(wǎng)絡(luò)的布線，并確定走線軌道，劃分為多個布線單元等。最后根據(jù)硬宏的供電邏輯，在硬宏專用電源網(wǎng)絡(luò)中相鄰兩層的金屬線之間、金屬線與供電引腳之間、以及金屬線與芯片電源網(wǎng)絡(luò)之間，設(shè)置疊層孔，并通過疊層孔進行不同層金屬線之間的連通（步驟140）。

圖2 芯片電源網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本專利提出的一種芯片電源網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖，展示了一個具體的提升芯片硬宏供電可靠性的方法過程示意圖。首先從M1到M11的金屬線依次沿縱向、橫向、縱向、橫向…… 方向排布。選定金屬層M5、M6用于硬宏專用電源網(wǎng)絡(luò)的金屬線布線，走線軌道如圖中虛直線所示，選擇其中兩條走線軌道用于金屬線布線。圖中清晰展示了布線后的M5、M6上的金屬線長方形框體，而M7、M8在硬宏對應(yīng)位置上沒有金屬線。

簡而言之，東科半導體的芯片硬宏供電網(wǎng)絡(luò)專利，針對了現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的缺陷，提供了一種提升芯片硬宏供電可靠性的方法，通過在硬宏上方位置芯片內(nèi)部構(gòu)建硬宏專用電源網(wǎng)絡(luò)，來提升芯片硬宏供電可靠性。

東科半導體是我國芯片生產(chǎn)和封裝的重要，在現(xiàn)有的市場和技術(shù)基礎(chǔ)之上，積極融資并投入研發(fā)，提升芯片品質(zhì)，相信未來東科能夠越做越強，引領(lǐng)提升國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)水平。

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