半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置。一种半导体装置包括：监测电路，所述监测电路从电源管理集成电路接收第一操作电压及与所述第一操作电压不同的第二操作电压，并监测系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的持续时间；处理电路，其基于来自所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的所述持续时间的预定权重信息来计算正规化值；以及电压电路，通过将所述正规化值与预定值进行比较来判断是否增大所述系统芯片的操作电压。

Semiconductor device

The invention provides a semiconductor device. A semiconductor device includes a monitoring circuit that receives a first operating voltage from a power management integrated circuit and a second operating voltage different from the first operating voltage, and monitors the duration of use of the system chip with each of the first operating voltage and the second operating voltage; A logic circuit calculates a normalization value based on predetermined weight information from the system chip for the duration of the use of each of the first and second operating voltages; and a voltage circuit determines whether to increase the system by comparing the normalization value with the predetermined value The operating voltage of the chip.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置[相关申请的交叉参考]本申请主张2017年2月7日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2017-0016880号的优先权、以及从所述韩国专利申请衍生出的所有权利，所述韩国专利申请的公开内容全文并入本申请供参考。
本公开涉及一种半导体装置及半导体系统。
技术介绍
例如系统芯片(System-on-Chip，SoC)装置等半导体装置通常包括多个晶体管。晶体管的特性可能随着晶体管进行使用的持续时间而改变。举例来说，随着系统芯片进行使用的持续时间增加，系统芯片的晶体管的阈值电压可随使用年限增大。因此，可能需要随时间的推移而增大系统芯片进行稳定的、无故障操作所需的最小操作电压。在一些配置中，可采用电源管理集成电路(PowerManagementIntegratedCircuit，PMIC)来向系统芯片供应电力。为确保防止系统芯片故障所需的电压裕量，电源管理集成电路可向系统芯片提供比确保恰当操作所需的最小电压高的电源电压。这种方式伴随着固有的电力低效问题(powerinefficiency)，这对便携式电子设备来说是不利的。
技术实现思路
本公开的示例性实施例提供一种半导体装置，所述半导体装置能够高效地提供考虑到半导体装置的晶体管特性的一种或多种改变的电压裕量。本公开的示例性实施例还提供一种半导体系统，所述半导体系统能够高效地提供考虑到半导体系统的晶体管特性的一种或多种改变的电压裕量。本公开的示例性实施例仅用于说明目的；因此，本专利技术概念不受限于此。其他实施例可等同地适用于本专利技术概念。根据本公开的示例性实施例，一种半导体装置包括监测电路，所述监测电路从电源管理集成电路(PMIC)接收第一操作电压及与所述第一操作电压不同的第二操作电压。所述监测电路监测系统芯片(SoC)以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的持续时间。处理电路基于来自所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的所述持续时间的预定权重信息来计算正规化值。电压电路通过将所述正规化值与预定值进行比较来判断是否增大所述系统芯片的操作电压。根据本公开的另一个示例性实施例，一种半导体系统包括：电源管理集成电路(PMIC)；系统芯片(SoC)，其从所述电源管理集成电路接收第一操作电压及与所述第一操作电压不同的第二操作电压，并以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行操作。存储器中存储统计模型，所述统计模型基于所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的持续时间来控制所述系统芯片的操作电压。所述系统芯片包括：监测电路，其监测所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的所述持续时间；处理电路，其基于由所述统计模型提供的预定权重信息以及利用所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的所述持续时间来计算正规化值；以及电压电路，其通过将所述正规化值与预定值进行比较来判断是否增大所述系统芯片的操作电压。通过阅读以下详细说明、图式及权利要求书，其他特征及示例性实施例可显而易见。附图说明通过参照附图详细阐述本公开的示例性实施例，本公开的以上及其它示例性实施例及特征将变得更显而易见，在附图中：图1是根据本专利技术概念示出根据本公开示例性实施例的半导体系统的示意图。图2是根据本专利技术概念示出根据本公开示例性实施例的半导体装置的示意图。图3是根据本专利技术概念示出根据图2所示示例性实施例的半导体装置的操作的示意图。图4是根据本专利技术概念示出图2所示监测电路的示意图。图5是根据本专利技术概念示出图2所示处理电路的操作的示意图。图6是示出根据本公开另一个示例性实施例的半导体装置的示意图。图7是示出根据本公开另一个示例性实施例的半导体装置的示意图。图8是示出根据本公开另一个示例性实施例的半导体装置的示意图。图9是根据本专利技术概念示出图8所示监测电路的示意图。[符号的说明]1：半导体系统；10：系统芯片/半导体装置；20：电源管理集成电路；30：随机存取存储器；32：软件；40：非易失性存储器；50：总线；100：电压电路；102：监测电路；104：处理电路；106：一次性可编程只读存储器；108：热电路；1020a、1022a、1024a、1026：计数器；1020b、1022b、1024b：多路复用器；1040：操作电压使用数据；1042：预定权重信息/权重信息；1044：正规化时间值/正规化值；a：第一值；b：第二值；c：第三值；CLK：时钟信号；I：第一时间段；II：第二时间段；III：第三时间段；t0、t1、t2、t3、t4、t5：时间；T1：第一操作温度；T2：第二操作温度；V1：第一操作电压；V2：第二操作电压；V3：第三操作电压；Vdd：操作电压；Vdd0：第一操作电压/操作电压；Vdd1：第二操作电压/操作电压；Vdd7：第八操作电压/操作电压；VID：电压代码；Vth：阈值电压；Vths1：第一电压/电压；Vths2：第二电压/电压；Vths3：第三电压/电压。具体实施方式图1是示出根据本公开示例性实施例的半导体系统的示意图。参照图1，半导体系统1包括系统芯片(SoC)10、电源管理集成电路(PMIC)20、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)30及非易失性存储器40。系统芯片10、电源管理集成电路20、随机存取存储器30及非易失性存储器40可通过总线50电连接到彼此，且可因此与彼此交换数据信号、地址信号、命令信号及控制信号。系统芯片10包括多个晶体管。这些晶体管的特性可随着系统芯片10进行使用的持续时间而发生改变。举例来说，在一些实施例中，晶体管的阈值电压Vth可随着系统芯片装置的使用年限增加而增大。参照图2，系统芯片10从电源管理集成电路20接收操作电压Vdd。如果系统芯片10的晶体管的阈值电压增大，则系统芯片10无故障地可靠操作所需的最小操作电压同样会增大。因此，最小操作电压Vdd的量值可能需要随着时间的推移而变化以适应系统芯片10的晶体管特性的改变。在本公开的一些示例性实施例中，基于将系统芯片10的晶体管的预期改变考虑在内的统计模型来分析系统芯片10以每一操作电压进行使用的持续时间。结果，可实现对被供应到装置的合适操作电压Vdd的量值的确定。在一些实施例中，所确定的操作电压Vdd可具有用于确保装置可靠操作的恰当的裕量。在本文中参照图2阐述系统芯片10的操作及配置的细节。在一些示例性实施例中，系统芯片10可包括实施在移动装置中的应用处理器(ApplicationProcessor，AP)。然而，本专利技术概念的实施例并非仅限于此且其他配置可等同地适用。在一些实施例中，电源管理集成电路20可向半导体系统1的包括系统芯片10在内的各种元件提供操作电压Vdd。在一些实施例中，电源管理集成电路20可对半导体系统1的元件执行电源管理功能。举例来说，在一些实施例中，电源管理集成电路20可向系统芯片10提供操作电压Vdd，且可根据需要调整操作电压Vdd。更具体来说，在其中系统芯片10进行操作的持续时间是更关键的参数的情形中，电源管理集成电路20可降低操作电压Vdd，或者可停止提供操作电压Vdd以节约电力。另一方面，当需要确保系统芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：监测电路，其从电源管理集成电路接收第一操作电压及与所述第一操作电压不同的第二操作电压，所述监测电路监测系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的持续时间；处理电路，其基于来自所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的所述持续时间的预定权重信息来计算正规化值；以及电压电路，其通过将所述正规化值与预定值进行比较来判断是否增大所述系统芯片的操作电压。

【技术特征摘要】
2017.02.07 KR 10-2017-00168801.一种半导体装置，其特征在于，包括：监测电路，其从电源管理集成电路接收第一操作电压及与所述第一操作电压不同的第二操作电压，所述监测电路监测系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的持续时间；处理电路，其基于来自所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行使用的所述持续时间的预定权重信息来计算正规化值；以及电压电路，其通过将所述正规化值与预定值进行比较来判断是否增大所述系统芯片的操作电压。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述监测电路还计算所述系统芯片以所述第一操作电压进行操作的总累积时间量，以作为所述系统芯片以所述第一操作电压进行使用的持续时间，并计算所述系统芯片以所述第二操作电压进行操作的总累积时间量，以作为所述系统芯片以所述第二操作电压进行使用的持续时间。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述监测电路包括第一计数器及第二计数器，所述第一计数器监测所述系统芯片以所述第一操作电压进行使用的所述持续时间，所述第二计数器监测所述系统芯片以所述第二操作电压进行使用的所述持续时间。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还包括：统计模型，其存储在存储器中，所述存储器电连接到所述半导体装置，其中所述处理电路及所述电压电路从所述统计模型接收所述预定权重信息及所述预定值。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述系统芯片包括一次性可编程只读存储器，并且所述处理电路将所述正规化值存储在所述一次性可编程只读存储器中。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述处理电路将所述正规化值存储在位于所述系统芯片外部的非易失性存储器中。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，如果确定所述正规化值超过所述预定值，则所述电压电路增大所述系统芯片的所述操作电压，且如果确定所述正规化值不超过所述预定值，则所述电压电路不增大所述系统芯片的所述操作电压。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在增大所述系统芯片的所述操作电压之前，所述电压电路限制所述系统芯片的操作频率。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还包括：热电路，其监测所述系统芯片在以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的每一者进行操作期间的操作温度，并将所监测的操作温度提供到所述监测电路。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述监测电路利用所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的至少一者进行操作的总累积时间量以及所述系统芯片以所述第一操作电压及所述第二操作电压中的至少一者进行操作的操作温度来计算所述系统芯片以所述第一操作电压进行使用的持续时间及所述系统芯片以所述第二操作电压进行使用的持续时间中的至少一者。11.一种半导体装置，其特征在于，包括：电源管理集成电路；系统芯片，其从所述电源管理集成电路接收第一操作电压及与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：任明均，全浩渊，韩相佑，申宅均，李愚星，崔承铉，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR