多源域集成电路以及相关电源管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明揭露一种多源域集成电路以及相关电源管理系统。其中多源域集成电路包含：半导体层；至少一个金属层；多个功能电路区块，形成于该半导体层上；以及供电网格，形成于该至少一个金属层上，其中该供电网格具有对应该多个功能电路区块的特定功能电路区块的特定区域，并且该特定区域至少具有第一电源的第一电源支线以及第二电源的第二电源支线。本发明提供的多源域集成电路以及相关电源管理系统可减小集成电路漏电并且降低生产成本。
【专利说明】多源域集成电路以及相关电源管理系统
[0001]交叉引用
[0002]本发明要求如下优先权:编号为61/858,744，申请日为2013年7月26日的美国临时专利申请。上述美国临时专利申请在此一并作为参考。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种集成电路设计。特别地，本发明涉及一种具有至少一个操作在多源域(mult1-source power domain)的功能电路模块的集成电路以及相关电源管理系统。
【背景技术】
[0004]在集成电路设计中，漏电电流(leakage current)是不必要的电流损耗。现今的半导体装置(例如集成电路或芯片)使用成千上万的晶体管以实现特定功能，其中上述晶体管是用于放大并转换电子信号的电路元件。因此，半导体装置的漏电电流总是在晶体管层出现。随着半导体厂商继续将晶体管做小以将更多的晶体管做在单一芯片中，由于越小的晶体管具有越薄的绝缘层，所以上述漏电电流的总量将变得越来越大，从而引起更大的漏电电流。而且，即使使用改进的半导体工艺以减少单一晶体管的漏电，但由于越来越多的晶体管集成在同一芯片上，较大芯片的整体漏电依然会很高。
[0005]晶体管的漏电导致半导体装置需要更大功率来正常运作。因此，当漏电电流增大时，电池装置供电的移动装置的待机时间将缩短。
[0006]传统设计使用片上电源切换方法以解决上述漏电问题。例如，将一个电源域分割为多个电源开关域，其中每个电源开关域由例如多阈值互补金属氧化物半导体(Mult1-threshold complementary metal-oxide semiconductor, MTCM0S)的一个电源开关控制。当电源开关域的电源开关开启时，电源电性连接至电源开关域中的电路元件以向每个电路元件供应电源电压；以及当电源开关域的电源开关关闭时，电源断开与电源开关域中的电路元件的连接，这样，通过关闭电源减少每个电路元件的漏电。然而，这样仍存在许多始终开启的插入电源开关域的馈入缓冲器(feedthrough buffer)不能被关掉。当芯片复杂度升高时，馈入缓冲器的数量也将增加。另外，电源开关自身也会引起漏电。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明揭露一种多源域集成电路以及相关电源管理系统。
[0008]本发明提供一种多源域集成电路，包含:半导体层；至少一个金属层；多个功能电路区块，形成于该半导体层上；以及供电网格，形成于该至少一个金属层上，其中该供电网格具有对应该多个功能电路区块的特定功能电路区块的特定区域，并且该特定区域至少具有第一电源的第一电源支线以及第二电源的第二电源支线。
[0009]本发明另提供一种电源管理系统，包含:第一集成电路，至少包含第一电源与第二电源；以及第二集成电路，外部耦接至该第一集成电路，该第二集成电路包含至少一个功能电路区块，其中该至少一个功能电路区块至少具有该第一电源供电的一个第一电源域区块与该第二电源供电的一个第二电源域区块；其中当该第二集成电路处于正常模式时，该第一集成电路使能该第一电源域该第二电源，以及当该第二集成电路处于睡眠模式时，该第一集成电路禁能该第一电源并且使能该第二电源。
[0010]本发明提供的多源域集成电路以及相关电源管理系统可减小集成电路漏电并且降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是根据本发明实施例描述的集成电路的剖面图；
[0012]图2是描述在图1所示的金属层的特定区域中的供电网格的局部配置示意图；
[0013]图3是描述金属层的特定区域对应的特定功能电路模块的示意图；
[0014]图4是根据本发明实施例描述的使用多电压解决方案的系统示意图；
[0015]图5-14分别为描述源端的输出端口与终端的输入端口之间的不同示例连接设计示意图；
[0016]图15为根据本发明实施例描述的使用单一电压解决方案的系统示意图。
【具体实施方式】
[0017]在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属【技术领域】的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准贝1J。在通篇说明书及权利要求项中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。
[0018]接下来的描述是实现本发明的最佳实施例，其是为了描述本发明原理的目的，并非对本发明的限制。可以理解地是，本发明实施例可由软件、硬件、固件或其任意组合来实现。
[0019]本发明的主要内容是使用多源域结构以减少漏电。随着分布式多源域结构的使用，不同电源供电的电路元件的安排变得更加灵活，其可减少所需的馈入缓冲器的数量。另夕卜，当外部电源控制集成电路使用的电源时，允许关闭多源域结构中的电源开关，这样可进一步减少电源开关引起的漏电。另外，使用可关闭的电源为特定馈入缓冲器供电。这样当关闭电源从而停止向馈入缓冲器供电时，可进一步减小漏电。下面将详细描述多源域结构的细节。
[0020]图1是根据本发明实施例描述的集成电路的剖面图。集成电路(即半导体芯片)100可包含半导体层102、多个金属层(例如104_1、104_2、104_3以及104_4)、多个绝缘层(例如105_1、105_2、105_3以及105_4)以及保护层106。半导体层102(可为多晶硅)可用于形成晶体管以及其他电子装置并且也可用于形成装置间的电路连接。具体地，集成电路100具有多个形成于半导体层102上的功能电路区块。然而，布线占据了半导体层102上原本可用于电子装置的空间。因此，在半导体层102上仅存在较短的电路连接。对于电路连接的其他部分，使用半导体层102上方的金属层。例如，金属层104_1-104_3可用于较长电路连接的布线。通过金属层104_1-104_3的布线，在不使用半导体层102上宝贵空间的情况下可完成电路连接。
[0021]此外，在至少一个金属层(例如在本示例中金属层104_1、104_2、104_3及/或104_4)上形成由多个电源支线(power trunk)组成的供电网格(power mesh) 107,其中供电网格107是配电网络的一部分，并且用于将所需电压发送至功能电路模块103。如图1所不，在半导体层102与金属层104_1之间存在一绝缘层105_1，在金属层104_1与金属层104_2之间存在一绝缘层105_2，在金属层104_2与金属层104_3之间存在一绝缘层105_3，在金属层104_3与金属层104_4之间存在一绝缘层105_4。例如，绝缘层105_1_105_4中的每个绝缘层可为氧化膜。使用层间的称为通孔的导电孔(未示出)实现金属层104_1-104_4以及半导体层102之间的连接。使用保护层106避免水与其他外部污染物对集成电路100的电性特性的破坏。
[0022]在本实施例中，合理设计供电网格107，从而使得在多源域运作至少一个功能电路模块103。请结合参考图2与图3。图2是描述在图1所示的金属层104_4的特定区域200中的供电网格107的局部配置示意图。图3是描述金属层104_4的特定区域200对应的特定功能电路模块300的示意图。特定区域200可包含第一电源VI的至少一个或多个第一电源支线202_1-202_6以及第二电源V2的至少一个或多个第二电源支线204_1_204_6。第一电源VI与第二电源V2可为相同电压或不同电压。
[0023]根据本发明的多源域结构，不同电源VI与V2的第一电源支线202_1-202_6与第二电源支线204_1-204_6可分布于相同的特定区域200。因此，电源VI与V2可提供至上述特定区域200的多个位置或者任意位置。因此相比于将其组合，既然电路单元/区块可接入不同位置的电源，所以相同电源供电的电路单元/区块可位于不同的位置。上述相同特定区域的多个电源允许较高的电路设计自由度。此外，真正需要始终开启的单元/区块可耦接相同的电源，这样处于节电的目的，其他电源可选择性的关闭。为了更清楚简洁的描述本发明，接下来的内容通过交叉配置作为多源支线分布的示例。因此，如图2所示，第一电源支线202_1-202-6与第二电源支线204_1-204_6可按照交叉方式分布于特定区域200。在本示例中，第一电源支线202_1-202-6可均匀分布于特定区域200，并且第二电源支线204_1-204_6也可均匀分布于特定区域200。这样，位于特定区域200的一半的电源支线为第一电源VI的第一电源支线，以及位于特定区域200的一半的电源支线为第二电源V2的第二电源支线。然而，上述仅为描述示例，并不是对本发明的限制。换句话说，可根据实际的设计需要调整多个电源的电源支线的交叉配置。在一种替换的交叉设计中，位于特定区域200的Μ %的电源支线可为第一电源VI的第一电源支线，以及位于特定区域200的Ν%的电源支线可为第二电源V2的第二电源支线，其中Μ>Ν。例如，Μ等于80，Ν等于20。因此，如果均匀分布电源支线，则在两个第二电源支线中间分布四个第一电源支线，并且在两个第一电源支线中间分布一个第二电源支线。在另一种替换的交叉设计中，位于特定区域200的I %的电源支线可为第一电源VI的第一电源支线，以及位于特定区域200的J %的电源支线可为第二电源V2的第二电源支线，其中I〈J。例如，I等于20，J等于80。因此，如果均匀分布电源支线，则在两个第一电源支线中间分布四个第二电源支线，并且在两个第二电源支线中间分布一个第一电源支线。
[0024]根据本发明实施例，集成电路100中的功能电路区块103的特定功能区块300可为用于无线通信的调制解调器子系统。在本示例中，特定功能电路区块300可包含第一电源域区块302与第二电源域区块304，其中上述第一电源域区块302可耦接至少一个第一电源支线202_1-202-6(即第一电源域区块302可由第一电源VI供电)，以及上述第二电源域区块304可耦接至少一个第二电源支线204_1-204-6 (即第二电源域区块304可由第二电源V2供电)。在本示例中，第一电源域区块302可包含一个始终开启区块(always-onblock) 306以及两个电源可切换区块(power-switchable block) 307_1、307_2,其中上述始终开启区块306可为不具有电源开关PS的电路区块，上述电源开关PS可设计用于控制内部电路元件的供电，并且电源可切换区块307_1、307_2的每一个可为具有控制内部电路元件供电的电源开关PS的电路区块。第二电源域区块304可包含两个始终开启区块308_1、308_2以及两个电源可切换区块309_1、309_2，其中上述始终开启区块308_1、308_2的每一个可为不具有电源开关PS的电路区块，上述电源开关PS可设计用于控制内部电路元件的供电，并且电源可切换区块309_1、309_2的每一个可为具有控制内部电路元件供电的电源开关PS的电路区块。
[0025]值得注意的是，除了所谓真正的始终开启，本发明所用的术语“始终开启”也可为“无电源开关”。当在始终开启区块无电源开关时，始终开启区块的开启/关闭状态取决于始终开启区块耦合的电源的开启/关闭状态。例如，如果一个始终开启区块连接的电源(例如VI)的电源支线切断，则将上述始终开启区块关机，以及如果另一始终开启区块连接的电源(例如V2)的电源支线不允许切断，则上述另一始终开启区块总处于激活状态。因此，如果无电源开关的电路区块需要总是处于激活状态，即真正的始终开启区块，则应该将其配置为从不允许关闭的电源处获取供给电压。
[0026]当对应特定功能电路区块300的供电网格107的特定区域200可具有上述多个电源的电源支线时，与传统设计相比，属于不同电源域的电路元件排布将更加灵活，其可减少所需馈入缓冲器的数量。如图2与图3所示，始终开启区块306可由第一电源VI至少通过通道VIA以及第一电源支线202_2进行供电，电源可切换区块307_1可由第一电源VI至少通过内部电源开关PS、通道VIA2以及第一电源支线202_1进行供电，以及电源可切换区块307_2可由第一电源VI至少通过内部电源开关PS、通道VIA3以及第一电源支线202_1进行供电。相似地，始终开启区块308_1可由第二电源V2至少通过通道VIA4以及第二电源支线204_5进行供电，始终开启区块308_2可由第二电源V2至少通过通道VIA5以及第二电源支线204_4进行供电，电源可切换区块309_1可由第二电源V2至少通过内部电源开关PS、通道VIA6以及第二电源支线204_4进行供电，以及电源可切换区块309_2可由第二电源V2至少通过内部电源开关PS、通道VIA7以及第二电源支线204_5进行供电。
[0027]如图2与图3所示，电源VI与电源V2的每一个皆至少耦接一个始终开启区块与一个电源可切换区块。然而，上述仅为描述的目的，并不是对本发明的限制。耦合电源VI或V2的区块也可不是始终开启区块或电源可切换区块。任何具有上述多源域结构的供电网格(即对应一个功能电路区块的分布于相同区块的不同电源的电源支线)皆落入本发明的范围。
[0028]在上述本发明提出的使用第一电源设计的情况下，集成电路100所用的第一电源VI与第二电源V2可分别从集成电路100的外部电源获取。请参考图4，图4是根据本发明实施例描述的使用多电压(mult1-bulk)解决方案的系统示意图。根据本示例，系统400可为移动电话芯片组。如图4所示，系统400可包含电源管理集成电路(Power ManagementIntegrated Circuit, PMIC) 402以及前述的集成电路100。PMIC402可具有多个降压转换器(buck converter)用于生成多个供给电压。在本示例中，PMIC402具有降压转换器403_1与403_2作为集成电路100的外部电源，其中可从外部PMIC402的降压转换器403_1取得集成电路100中的第一电源VI，以及可从外部PMIC402的降压转换器403_2取得集成电路100中的第二电源V2。第一电源VI与第二电源V2可为相同电压或不同电压。
[0029]在本实施例中，集成电路100可具有多个功能电路区块103_l_103_n，其中功能电路区块103_l-103_m的每一个可运作在本发明所述的多源域，并且功能电路区块103_m+l-103_n的每一个可运作在传统单一电源域。此外,功能电路区块103_l_103_n的每一个可包含至少一个始终开启区块ΒΚω及/或至少一个电源可切换区块BKSW。可通过控制相关电源开关关闭电源可切换区块BKSW。为了减少漏电，当系统进入待机/睡眠/节电模式时，本发明提出关闭特定外部电源并且仅保持激活真正始终开启电源域的外部电源。具体地，当系统400正常运作(即集成电路100处于正常模式)时，PMIC402可使能第一电源VI与第二电源V2(即降压转换器403_1、403_2皆处于激活状态)。然而，当系统进入待机/睡眠/节电模式(即集成电路100处于待机/睡眠/节电模式)时，由于未激活的降压转换器403_1，可关闭第一电源VI，并且由于降压转换器403_2仍处于激活状态，第二电源V2可保持激活状态。因此，在功能电路区块103_l-103_n中耦接第一电源VI的第一电源域区块可全部关闭。因为关闭了所有处于第一电源域区块的电源开关，所以可相应减少漏电。
[0030]在一示例设计中，在VI电源域的始终开启区块306可为配置用于生成输出的源端，上述输出传送至终端并且上述终端可为VI电源域的电源可切换区块307_1/307_2、V2电源域的始终开启区块308_1/308_2、V2电源域的电源可切换区块309_1/309_2。在另一示例设计中，在VI电源域的电源可切换区块307_1/307_2可为配置用于生成输出的源端，上述输出传送至终端并且上述终端可为VI电源域的始终开启区块306、V2电源域的始终开启区块308_1/308_2、V2电源域的电源可切换区块309_1/309_2。在另一示例设计中，在V2电源域的始终开启区块308_1/308_2可为配置用于生成输出的源端，上述输出传送至终端并且上述终端可为VI电源域的始终开启区块306、V1电源域的电源可切换区块307_1/307_2、V2电源域的电源可切换区块309_1/309_2。在另一示例设计中，在V2电源域的电源可切换区块309_1/309_2可为配置用于生成输出的源端，上述输出传送至终端并且上述终端可为VI电源域的始终开启区块306、V1电源域的电源可切换区块307_1/307_2、V2电源域的始终开启区块308_1/308_2。为了确保电路设计的正常功能，在不同的电源域或区块之间可设置特定单元，例如电平位移器(level shifter)、隔离单元(isolat1n cell)、使能电平位移器(enable level shifter)等。可设置上述电平位移器用于处理多电压设计。更具体地，当在具有不同电源路径的电源域之间驱动信号时，需要电平位移器以将电压信号进行转换为不同电压的输出。既然电平位移器仅为逻辑上的缓冲器，所以其并不会影响电路设计的功能。本发明可使用隔离单元避免短路电流，并且不关闭上述隔离单元。上述隔离单元可视为逻辑上的或门或者与门。使能电平位移器可视为逻辑上一个电平位移器与一个隔离单元的结合。然而，根据实际设计需要，特定单元的实际电路结构可多种多样。
[0031]假设第一电源VI与第二电源V2提供不同的供电电压(例如1.05V与1.1V)，并且当启动待机/睡眠/节电模式时关闭第一电源VI。请注意，在其他实施例中，第一电源VI与第二电源V2可提供相同或不同的供电电压。与控制电源开关关闭相应电源开关域的电路元件的传统节电设计相比，本发明提出关闭外部电源(例如PMIC 402的降压转换器403_1)以将相应电源域的所有电路元件断电，这其中包含电源开关。因此，配置特定单元(例如电平位移器、隔离单元、使能电平位移器等)的设计规则应该确保电路设计的正常功能。参考图5-14，其分别为描述源端的输出端口 OUT与终端的输入端口 IN之间的不同示例连接设计示意图。值得注意的是，为了描述清楚以及简介起见，图5-14仅描述特定单元的设计规则，例如电平位移器、隔离单元、使能电平位移器等。源端的输出端口 OUT与终端的输入端口 IN之间也可配置其他单元，例如馈入缓冲器等。
[0032]如图5所示，第一电源域区块302可包含作为始终开启区块的源端与作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。因此，不存在任何特定单元电性级联(electricallycascade)至源端的输出端口 OUT以及终端的输入端口 IN。
[0033]如图6所示，第一电源域区块302可包含作为电源可切换区块的源端与作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。因此，集成电路100可进一步包含形成于半导体层102上的隔离单元ISO并且电性级联至源端的输出端口 OUT。不存在任何特定单元电性级联至终端的输入端口 IN。
[0034]如图7所示，第一电源域区块302可包含作为始终开启区块的源端，并且第二电源域区块304可包含作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。因此，集成电路100可进一步包含形成于半导体层102上的使能电平位移器ELS并且电性级联至终端的输入端口 IN。不存在任何特定单元电性级联至源端的输出端口 OUT。
[0035]如图8所示，第一电源域区块302可包含作为电源可切换区块的源端，并且第二电源域区块304可包含作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。因此，集成电路100可进一步包含形成于半导体层102上的使能电平位移器ELS与隔离单元IS0，其中隔离单元ISO电性级联至源端的输出端口 OUT，以及使能电平位移器ELS电性级联至终端的输入端口IN。
[0036]如图9所示，第二电源域区块304可包含作为始终开启区块的源端，并且第一电源域区块302可包含作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。因此，集成电路100可进一步包含形成于半导体层102上的电平位移器LS并且电性级联至源端的输出端口 OUT。不存在任何特定单元电性级联至终端的输入端口 IN。
[0037]如图10所示，第二电源域区块304可包含作为始终开启区块的源端以及作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。在待机/睡眠/节电模式下需要激活源端与终端之间的馈入缓冲器的情况下，不存在任何特定单元电性级联至源端的输出端口 OUT以及终端的输入端口 IN。
[0038]如图11所示，第二电源域区块304可包含作为始终开启区块的源端以及作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。在待机/睡眠/节电模式下不需要激活源端与终端之间的馈入缓冲器的情况下，集成电路100可进一步包含形成于半导体层102上的电平位移器LS与使能电平位移器ELS，其中电平位移器LS可电性级联至源端的输出端口 0UT，以及使能电平位移器ELS电性级联至终端的输入端口 IN。值得注意的是，既然当启动待机/睡眠/节电模式时关闭第一电源VI，处于节电考量，源端与终端之间的馈入缓冲器(未示出)可位于VI电源域。
[0039]如图12所示，第二电源域区块304可包含作为电源可切换区块的源端，并且第一电源域区块302可包含作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。因此，集成电路100可进一步包含形成于半导体层102上的使能电平位移器ELS并且电性级联至源端的输出端口 OUT。不存在任何特定单元电性级联至终端的输入端口 IN。
[0040]如图13所示，第二电源域区块304可包含作为电源可切换区块的源端以及作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。在待机/睡眠/节电模式下需要激活源端与终端之间的馈入缓冲器的情况下，集成电路100可进一步包含形成于半导体层102上的隔离单元ISO并且电性级联至源端的输出端口 OUT。不存在任何特定单元电性级联至终端的输入端Π IN。
[0041]如图14所示，第二电源域区块304可包含作为电源可切换区块的源端以及作为始终开启区块或电源可切换区块的终端。在待机/睡眠/节电模式下不需要激活源端与终端之间的馈入缓冲器的情况下，集成电路100可进一步包含形成于半导体层102上的两个使能电平位移器ELS，其中一个使能电平位移器ELS可电性级联至源端的输出端口 0UT，以及另一个使能电平位移器ELS电性级联至终端的输入端口 IN。值得注意的是，既然当启动待机/睡眠/节电模式时关闭第一电源VI，处于节电考量，源端与终端之间的馈入缓冲器(未示出)可位于VI电源域。
[0042]如上所述，基于本发明的第一电源设计，第一电源VI与第二电源V2可分别从集成电路100的外部电源获取。在一替换设计中，第一电源VI与第二电源V2中的至少一个可由集成电路100内部获取或生成。具体地，在本发明提出的第二电源设计的情况下，第一电源VI与第二电源V2可皆由集成电路100的相同外部电源处获取。
[0043]请参考图15，其为根据本发明实施例描述的使用单一电压解决方案的系统示意图。根据示例，系统1500可为移动电话芯片组。如图15所示，系统1500可包含电源管理集成电路(PMIC) 1502以及上述的集成电路100。为了简洁起见，在图15中仅显示集成电路100中的功能电路区块103的一个特定功能电路区块300’。例如，特定功能电路区块300’可为调制解调器子系统。PMIC1502可具有生成一个供电电压的单一降压转换器。在本示例中，PMIC1502具有降压转换器1503作为集成电路100的外部电源。值得注意的是，集成电路100中的第一电源VI与第二电源V2可从相同降压转换器1503获取。在本实施例中，特定功能电路区块300’可包含多个电源开关PS’，其中每个电源开关具有耦接至相同外部电源(即降压转换器1503)的输入端口 Pi以及耦接至一个第一电源支线202’的输出端口 P2。可明确设计电源开关PS’作为第一电源VI (其中第一电源VI可基于第二电源V2生成)。
[0044]如图15所示，特定功能电路区块300’可包含在第一电源域中的始终开启区块A1;其中上述第一电源域使用第一电源VI ;以及特定功能电路区块300’可进一步包含在第二电源域中的始终开启区块Bn以及电源可切换区块B21、B22、B23，其中上述第二电源域使用第二电源V2。第一电源VI与第二电源V2可为相同电压或不同电压。例如，始终开启区块仏可具有胶合逻辑(glue logic)及/或馈入缓冲器。始终开启区块4可不具有电源开关PS，并且耦接至至少一个第一电源支线202’。因此，第一电源VI可直接给始终开启区块&供电。对于始终开启区块Bn，其也不具有电源开关PS，并且耦接至至少一个第二电源支线204’。因此，第二电源V2可直接给始终开启区块Bn供电。每个电源可切换区块B21、B22、B23可具有电源开关PS，并且电源开关PS耦接至第二电源支线204’中的一个。因此，当相应电源开关PS开启时，第二电源V2可给每个电源可切换区块B21、B22、B23供电，并且当相应电源开关PS关闭时，上述每个电源可切换区块B21、B22、B23与第二电源V2断开连接。
[0045]在本实施例中，当系统1500进入待机/睡眠/节电模式时，可不关闭外部电源(即降压转换器1503)，并且电源可切换区块B21、B22、B23的部分或全部可具有通过控制相应电源开关PS停止供电的内部电路元件。虽然电源开关PS未关闭，集成电路100仍可获得所提多源域结构带来的好处。可将电源开关PS’安排至特定功能电路区块300’的至少一个边界。根据图15所示的示例，可将电源开关PS’安排为围绕特定功能电路区块300’的环形结构。因此，可取得对应特定功能电路区块的分布于供电网格区域的多电源电源支线。这样，与传统设计相比，属于不同电源域的电路元件排布将更具灵活性，其可减少所需的馈入缓冲器的数量。此外，某些馈入缓冲器可由关闭的电源进行供电。当关闭的电源无法供电给馈入缓冲器时，这样可进一步降低漏电。此外，与多电压解决方案相比，由于单电压解决方案仅需要一个降压转换器，因此可减少生产成本。
[0046]在不脱离本发明精神或本质特征的情况下，可以其他特定形式实施本发明。描述示例被认为说明的所有方面并且无限制。因此，本发明的范围由权利要求书指示，而非前面描述。所有在权利要求等同的方法与范围中的变化皆属于本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种多源域集成电路，包含: 半导体层； 至少一个金属层； 多个功能电路区块，形成于该半导体层上；以及 供电网格，形成于该至少一个金属层上，其中该供电网格具有对应该多个功能电路区块的特定功能电路区块的特定区域，并且该特定区域至少具有第一电源的第一电源支线以及第二电源的第二电源支线。
2.如权利要求1所述的多源域集成电路，其特征在于，该特定功能电路区块包含: 第一电源域区块，耦接至该第一电源支线；以及 第二电源域区块，耦接至该第二电源支线。
3.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第一电源域区块包含至少一个不具有电源开关的始终开启区块。
4.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第一电源域区块包含至少一个具有电源开关的电源可切换区块。
5.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第二电源域区块包含至少一个不具有电源开关的始终开启区块。
6.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第二电源域区块包含至少一个具有电源开关的电源可切换区块。
7.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第一电源域区块包含作为电源可切换区块的源端以及作为始终开启区块或电源可切换区块的终端；以及该多源域集成电路进一步包含形成于该半导体层上的隔离单元并且该隔离单元电性级联至该源端的输出端口。
8.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第一电源域区块包含作为始终开启区块的源端，该第二电源域区块包含作为始终开启区块或电源可切换区块的终端；以及该多源域集成电路进一步包含形成于该半导体层上的使能电平转换器并且该使能电平转换器电性级联至该终端的输入端口。
9.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第一电源域区块包含作为电源可切换区块的源端，该第二电源域区块包含作为始终开启区块或电源可切换区块的终端；以及该多源域集成电路进一步包含形成于该半导体层上的使能电平转换器与隔离单元，该隔离单元电性级联至该源端的输出端口，并且该使能电平转换器电性级联至该终端的输入端口。
10.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第二电源域区块包含作为始终开启区块的源端，该第一电源域区块包含作为始终开启区块或电源可切换区块的终端；以及该多源域集成电路进一步包含形成于该半导体层上的电平转换器并且该电平转换器电性级联至该源端的输出端口。
11.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第二电源域区块包含作为始终开启区块的源端与作为始终开启区块或电源可切换区块的终端；以及该多源域集成电路进一步包含形成于该半导体层上的电平转换器与使能电平转换器，该电平转换器电性级联至该源端的输出端口，并且该使能电平转换器电性级联至该终端的输入端口。
12.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第二电源域区块包含作为电源可切换区块的源端，该第一电源域区块包含作为始终开启区块或电源可切换区块的终端；以及该多源域集成电路进一步包含形成于该半导体层上的使能电平转换器并且该使能电平转换器电性级联至该源端的输出端口。
13.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第二电源域区块包含作为电源可切换区块的源端与作为始终开启区块或电源可切换区块的终端；以及该多源域集成电路进一步包含形成于该半导体层上的隔离单元并且该隔离单元电性级联至该源端的输出端口。
14.如权利要求2所述的多源域集成电路，其特征在于，该第二电源域区块包含作为电源可切换区块的源端与作为始终开启区块或电源可切换区块的终端；以及该多源域集成电路进一步包含形成于该半导体层上的第一使能电平转换器与第二使能电平转换器，该第一使能电平转换器电性级联至该源端的输出端口，并且该第二使能电平转换器电性级联至该终端的输入端口。
15.如权利要求1所述的多源域集成电路，其特征在于，该第一电源与该第二电源分别从该多源域集成电路的外部电源获取。
16.如权利要求15所述的多源域集成电路，其特征在于，当该多源域集成电路进入睡眠模式时，切断该第一电源并且保持该第二电源处于激活状态。
17.如权利要求1所述的多源域集成电路，其特征在于，该第一电源与该第二电源皆从该多源域集成电路的相同外部电源获取。
18.如权利要求17所述的多源域集成电路，其特征在于，该特定功能电路区块包含多个电源开关，其中每个电源开关具有耦接至该相同外部电源的输入端口以及耦接至该第一电源支线的输出端口 ；以及该多个电源开关用作该第一电源。
19.如权利要求18所述的多源域集成电路，其特征在于，将该多个电源开关布置于该特定功能电路区块的至少一个边界。
20.如权利要求1所述的多源域集成电路，其特征在于，该特定区域具有按照交替方式排列的该第一电源的该第一电源支线与该第二电源的该第二电源支线。
21.一种电源管理系统，包含: 第一集成电路，至少包含第一电源与第二电源；以及 第二集成电路，外部耦接至该第一集成电路，该第二集成电路包含至少一个功能电路区块，其中该至少一个功能电路区块至少具有该第一电源供电的一个第一电源域区块与该第二电源供电的一个第二电源域区块； 其中当该第二集成电路处于正常模式时，该第一集成电路使能该第一电源域该第二电源，以及当该第二集成电路处于睡眠模式时，该第一集成电路禁能该第一电源并且使能该第二电源。
22.如权利要求21所述的电源管理系统，其特征在于，该第一电源域区块至少包含一个具有电源开关的电源可切换区块。
【文档编号】H01L21/77GK104347499SQ201410358995
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】曹友铭, 唐健霖, 彭俊方 申请人:联发科技股份有限公司