具有接口電路的集成電路、和用于接口電路的接口單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及具有接口電路的集成電路、和用于接口電路的接口單元。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，集成電路包括執(zhí)行集成電路的處理功能所需的功能電路、以及用于在功能電路與集成電路外部的組件之間提供接口的接口電路(通常被稱為輸入/輸出(I/o)電路)。接口電路通常包括多個(gè)接口(I/o)單元，這些接口單元用于實(shí)現(xiàn)集成電路的輸入/輸出需求。
[0003]每個(gè)接口單元通常包括電源線路區(qū)段，該電源線路區(qū)段跨該接口單元的寬度延伸且被配置為與其他接口單元的電源線路區(qū)段協(xié)作(例如，通過在接口電路內(nèi)并列放置多個(gè)接口單元)來提供電源線路結(jié)構(gòu)，該電源線路結(jié)構(gòu)由接口單元共享且用于提供電源至接口單元的接口組件。
[0004]除提供所需的一個(gè)或多個(gè)電源至接口單元的接口組件外，電源線路結(jié)構(gòu)的大小必須被充分設(shè)置為支持接口電路的載流約束條件。具體地，I/O單元通常包括靜電放電(electrostatic discharge，ESD)組件，這些組件用于在ESD事件期間提供ESD保護(hù)，因此使得電源線路結(jié)構(gòu)內(nèi)的各種線路的大小需要被充分設(shè)置為管理此類ESD事件期間出現(xiàn)的相對較大的電流。
[0005]通常，在集成電路的上金屬層(也稱為厚金屬層)內(nèi)提供電源線路結(jié)構(gòu)的各種供應(yīng)線路，其中這些線路的大小可被適當(dāng)設(shè)置以管理此類ESD事件期間汲取的電流。然而，這導(dǎo)致電源線路結(jié)構(gòu)所占據(jù)的面積變得相對較大，尤其是在設(shè)法減小I/O單元的大小時(shí)，電源線路結(jié)構(gòu)的大小需求成為限制約束條件。
[0006]隨著集成電路的大小不斷減小，減小用于形成集成電路的接口電路的I/O單元大小的壓力不斷增加。此壓力的適用與如何在集成電路內(nèi)排列接口電路無關(guān)。例如，在面積陣列片上系統(tǒng)(area array System-on-Chips (SoC))中，I/O單元的若干集群被分布在集成電路內(nèi)。或者，在I/O環(huán)排列中，接口電路采取I/O環(huán)的形式，該I/O環(huán)圍繞集成電路的周邊并且環(huán)繞集成電路的功能電路。在所有這些各種排列中，上文所論及的載流約束條件(通常由ESD保護(hù)需求導(dǎo)致)限制了可對I/O單元內(nèi)所提供的電源線路結(jié)構(gòu)的大小做出的減小，從而限制了可將I/O電路所占據(jù)的面積減小的程度，因此限制了可對集成電路的大小做出的減小。
[0007]因此，需要提供一種改良的排列，以便提供必要的電源至集成電路的接口電路，同時(shí)使得載流需求能夠繼續(xù)得以滿足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]從第一方面看，本發(fā)明提供了一種集成電路，該集成電路包括:功能電路，該功能電路包括被配置為執(zhí)行集成電路所需的處理功能的功能組件；接口電路，被配置為在功能電路與集成電路外部的組件之間提供接口，該接口電路包括具有接口組件的多個(gè)接口單元，該接口組件被配置為依據(jù)第一電源操作；每個(gè)接口單元包含電源線路區(qū)段，該電源線路區(qū)段跨該接口單元的寬度延伸且被配置為與其他接口單元的電源線路區(qū)段協(xié)作以提供由該多個(gè)接口單元共享的電源線路結(jié)構(gòu)，從而提供第一電源至接口組件；每個(gè)電源線路區(qū)段包括第一供應(yīng)線路部分和第二供應(yīng)線路部分，第一供應(yīng)線路部分的大小被設(shè)置為支持接口電路的載流約束條件，且第二供應(yīng)線路部分的大小未被充分設(shè)置為支持該載流約束條件；每個(gè)接口單元被排列在接口電路內(nèi)，以使得第二供應(yīng)線路部分被連接至該接口單元外部的載流結(jié)構(gòu)，從而使得與所連接的載流結(jié)構(gòu)組合的第二供應(yīng)線路部分的大小被充分設(shè)置為支持該載流約束條件。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，接口單元內(nèi)的電源線路區(qū)段包括第一供應(yīng)線路部分和第二供應(yīng)線路部分，其中第一供應(yīng)線路部分的大小被充分設(shè)置為支持接口電路的載流約束條件，而第二供應(yīng)線路部分的大小未被充分設(shè)置。然而，每個(gè)接口單元使得其第二供應(yīng)線路部分連接至該接口單元外部的載流結(jié)構(gòu)。因此，與所連接的載流結(jié)構(gòu)組合的第二供應(yīng)線路部分的大小被充分設(shè)置為支持載流約束條件。
[0010]由于第二供應(yīng)線路部分的大小未被充分設(shè)置為支持載流約束條件，所以電源線路區(qū)段的總面積需求減小，從而使得接口單元的大小能夠得以減小。盡管如此，仍可滿足載流約束條件。具體地，大多數(shù)實(shí)踐應(yīng)用中的主要載流約束條件是由ESD保護(hù)需求強(qiáng)加的載流約束條件，并且盡管第二供應(yīng)線路部分本身的大小可能未被充分設(shè)置為處置此類電流，但與所連接的載流結(jié)構(gòu)組合該第二供應(yīng)線路部分的大小被充分設(shè)置為處置此類ESD電流。
[0011]因此，通過使用本發(fā)明的途徑，可明顯減小與電源線路結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的面積，同時(shí)仍使得載流約束條件能夠得以滿足。因此，可減小接口單元的大小，從而使得能夠減小集成電路的總體大小。
[0012]可以眾多方式在接口電路內(nèi)排列接口單元。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)接口單元沿垂直于寬度的長度維度被成對排列，從而使得一對中的一個(gè)接口單元在邊緣邊界處緊靠該對中的另一接口單元。
[0013]在此類實(shí)施例內(nèi)，對于每對接口單元，可在該對接口單元的第二供應(yīng)線路部分之間提供連接，以使得對于該對中的每個(gè)接口單元，由該對中的另一接口單元的第二供應(yīng)線路部分提供該接口單元外部的載流結(jié)構(gòu)。因此，通過互連成對接口單元的第二供應(yīng)線路部分所提供的第二供應(yīng)線路排列提供了足夠的載流容量，以支持接口電路的載流約束條件。此途徑提供了特別緊湊且高效的設(shè)計(jì)。
[0014]可以眾多方式配置每個(gè)接口單元的第二供應(yīng)線路部分。在一個(gè)實(shí)施例中，在每對接口單元內(nèi)，接口單元被配置為使得它們的第二供應(yīng)線路部分鄰近邊緣邊界被提供。這使得一個(gè)接口單元中的第二供應(yīng)線路部分可更加容易地被連接至該對中另一接口單元中的第二供應(yīng)線路部分。
[0015]每對內(nèi)的接口單元可被不同配置，以方便接口單元的第二供應(yīng)線路部分的互連。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，每對接口單元由兩個(gè)相同的接口單元形成，并且在接口電路內(nèi)提供該對接口單元時(shí)，該對中的一個(gè)接口單元的定向在長度維度上相對于該對的另一接口單元的定向被翻轉(zhuǎn)，以使得對于該對中的兩個(gè)接口單元，第二供應(yīng)線路部分鄰近邊緣邊界被提供。此途徑使得相同的接口單元設(shè)計(jì)能夠被用于每對中的兩個(gè)接口單元，同時(shí)仍允許第二供應(yīng)線路部分易于互連。
[0016]可以眾多方式連接一對接口單元的第二供應(yīng)線路部分。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，該對中的每個(gè)接口單元包括位于邊緣邊界處的該接口單元的末端的連接區(qū)域，經(jīng)由該連接區(qū)域進(jìn)行該對接口單元的第二供應(yīng)線路部分之間的連接。連接區(qū)域可采取各種形式，但在一個(gè)實(shí)施例中包括在面向邊緣邊界的接口單元的末端處提供的一個(gè)或多個(gè)連接腳。因此，可通過使一個(gè)接口單元中的接腳緊靠該對的另一接口單元中的相應(yīng)接腳來進(jìn)行連接。
[0017]盡管在上述實(shí)施例中，接口單元沿長度維度被成對排列(其中，每對中的接口單元使得它們的第二供應(yīng)線路部分互連)，但并不要求一定以此方式排列接口單元。實(shí)際上，盡管接口電路的某些配置允許接口單元的這種配對(諸如，在先前描述的面積陣列SoC中)，但是接口電路的其他排列將不支持這種配對。例如，在先前論及的I/O環(huán)排列中，接口電路采取I/O環(huán)的形式，其中圍繞芯片周邊并排放置多個(gè)接口單元以形成I/O環(huán)。通常，I/O環(huán)將僅為一個(gè)I/O單元深，且因此不可能在這種類排列中沿單元的長度維度成對放置接口單元。然而，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，接口單元可仍被排列用于連接至接口單元外部的載流結(jié)構(gòu)，以使得本發(fā)明的大小減小的益處能夠得以實(shí)現(xiàn)。
[0018]具體地，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電源線路結(jié)構(gòu)被提供在覆蓋接口組件的一個(gè)或多個(gè)電源層中，集成電路進(jìn)一步包括覆蓋一個(gè)或多個(gè)電源層的至少一個(gè)額外層，并且載流結(jié)構(gòu)被提供在該至少一個(gè)額外層中。因此，在此類實(shí)施例中，一個(gè)接口單元的載流結(jié)構(gòu)不是由另一接口單元的一部分提供，而是由上文論及的至少一個(gè)額外層中所提供的結(jié)構(gòu)提供。在一個(gè)特定實(shí)施例中，此載流結(jié)構(gòu)被提供在至少一個(gè)額外層的未被以其他方式使用的區(qū)域中，從而避免了由于提供載流結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的任何額外的面積需求。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)額外層包括重新分配層，每個(gè)接口單元具有墊存取端子(pad access terminal)，并且重新分配層被用來提供墊存取端子與集成電路外部的凸塊連接之間的連接路徑。在此實(shí)施例中，可在重新分配層的未用于該連接路徑的區(qū)域中提供載流結(jié)構(gòu)。因此，提供載流結(jié)構(gòu)并不影響重新分配層的主要目的，且可將該載流結(jié)構(gòu)容納于重新分配層的未使用的部分中。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，接口電路被排列為圍繞功能電路的周邊提供的接口環(huán)，且電源線路結(jié)構(gòu)提供圍繞接口環(huán)延伸的至少一個(gè)電源線路。
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