多芯片电子系统技术方案

一种多芯片电子系统（２００，３００），适于执行相应功能并且包含至少一个第一子系统和第二子系统，该第一和第二子系统通过多个电连接操作可彼此耦合以执行系统的功能，且被各自集成到第一材料芯片（２１０↓［１］－２１０↓［３］，３１０↓［１］－３１０↓［３］）和第二材料芯片（２１０↓［４］）上，该多个电连接包括多个形成在至少一个所述第一和第二芯片中的导电通孔（２３０↓［１１］，２３０↓［２２］，２３０↓［３３］，２７５↓［４１］，２７５↓［４２］，２７５↓［４３］，２８０，３３０↓［１１］，３３０↓［２２］，３３０↓［３３］，３７５↓［４１］，３７５↓［４２］，３７５↓［４３］）并适于当该第一和第二芯片叠加时形成相应多个芯片间电连接。

【技术实现步骤摘要】
多芯片电子系统駄领域本专利技术通常涉及电子系统，并且特别地涉及以集成电路(ic)的形式 实现的、集鹏两个或多个芯片中的电子系统。
技术介绍
多芯片模±央或MCM，也被称为SIP (系统级封紫'，也就是被包含在 单^M装中的电子系统)在本领域是公知的，它由两个或多个IC组成，这两个 或多个IC分别组成电子系统的子系统，集成在各自的芯片中并且被包含在单个 封装中。SIP通常选择性地用于被命名为SOC (芯片上系统'，也就是被集鹏单 个芯片上的完整电子系统)的系统中，其中构成要实现的电子系统的全部电路 部件都被集 单个芯片中。在SOC中，集成在单个芯片中的IC可以包括例如離制器或微处理器， 和/微對言号鹏器(DSP)，由一个或多个不同类型存储块(例如只读存储器 (ROM)、随机存取存储器(RAM)以及非易失性存储器，例如闪^^M)组成 的存储器，用来存储通过例如,制器必须执行的程序，该微控制器支配SOC 的运行，还包括电源(例如电压调节器和电荷泵)管理块以及肖,使IC与外部 通信的所有电路。不同鄉的SOC可在市场上得到，例如用户定制设计(全定制')SOC或 可以被外部用户(例如在观场可编程门阵列,FPGA的情况下)编程的具有可编程功能的soc。无论如何，soc通常被通过利用单个的、非常复杂的制&:艺流程将电路元件集^E单个芯片上来实现，因为它必须包括实现彼此非常不 同的元件所有必需的阶段。帝'JigX艺的复杂性构成了 soc的一，点，那就是在制itx艺可完成的产 量方面具有很强的影响。另外，全定制型soc呈现出高开发财，这在已完成的电子系统的总生产i^方面具有重大影响。SIP没有呈现出上面提到的缺点，因为如同提到的它们包括两个或多个芯片，在这些芯片中的每一个都有一个各自的集成电路被集成，依靠一套专门(adhoc)的制紅艺，适合用于执fi^:自己的功能，独立于集鹏包含于同一^#寸装中的其它芯片的集成电路。例如，在一个芯片中微控制器或微处理器或者DSP 被集成，在另一个芯片中RAM被集成，还有在另外一个芯片中ROM或闪存被 集成。在SIP中，每一个IC包括一个功能电路核心，其适于实现该集成电路必需 的特定功能，但是大量的服务电路构造(service circuit structure)也被集成到每 一个芯片中，其与功能电路核心(functional circuit core)交互(interact)。例如，在微控制器盼瞎况下，功能电路核心由中央处理单元(所谓的CPU) 构成，在存储装置的情况下，功能电路核心包括存储单元矩阵；在另外一种存 储器的情况下，服务电路构造包括所有适于管理由存储，执行的操作的电路 元件，这些操作中典型地有数据读出操作以及，在存储器是可编程的地方进行 的 写入和擦除操作；服务构造典型地包括例如适于产生在存储器写A/擦除 操作期间使用的操作电压的电荷泵，用于访问存储单元的译码电路以及用于将 芯片和外部环境接口的输入和输出缓冲器。在IC是微控制器的情况下，服务电 路结构也包括输A/输出缓冲器。申请人观察到服务电路构造的每个芯片上的集成通常是不方便的，因为它 导致了材料面积的增加，并且在用于便携式设备(例如在MP3装置中和在蜂窝 电话中)的系统中尤其如此，在这些设备中^>空间占有是非常重要的。另外，经常发生的是服务电路构造被设计用来满足与那些IC的功能电路核 心的需求相比较不严格的需求。换句话说，服务电路构造被通过不同于涉及功 能电路核心的、更为宽松的设计规贝诉糊造工艺来实现；将IC的功能核心和服 务电路构造集成在同一个芯片上的结果是在生产过程期间使用的平版印刷 (她ographic)的设备没有发挥出它们最好的性能事实上在一个IC中经常只有 50%的性能被服务电路构造表现出来。
技术实现思路
申请人发现一种用于上述问题的可能的解决方案，包括将电子系统集成到 不同芯片上，分离组成该电子系统的子系统和子系统本身的可能部件，以及将 那个或那些由于其结构和/或功能性质，可以被两个或多个其它子系统共享的子系统集成在同一个芯片上。例如，根据本专利技术的一个实施例，通常集成在不同芯片中的、在旨集成 的IC芯片上排它的专用于该芯片上功能电路核心柳艮务电路构造，被替换为至 少部，成在一个或多个分离的芯片上并且被该电子系统的两个或多个IC所共这样，不仅可能节约面积，因为复制电路构造的需要被避免，或者无论如 何它被减少了，而且可能发挥平版印刷的设备的最好的性能；事实上，最复杂 和昂贵的设备可以被主要地专用于根据更为严格的规则设计的子系统的集成， 例如存储矩阵，而对于专用于根据更为宽松的规则设计糊艮务电路构造的IC的 实现，前述的产生设备可以被使用，它的成本早己被摊销。特别地，本专利技术提供了一种如同在独立权利要求中阐明的解决方案。本专利技术的有禾赎施例在,AM权禾腰求中阐明。详细地，本专利技术的一个方面提出了一种适于执行相应功能并且包含至少第一 子系统和第二子系统的电子系统，其中该第一子系统和第二子系统能够通过多 个电连接可操作的互相耦合以执行该系统的功能。该第一子系统和第二子系统 被分别集成到第一材料芯片和第二材料芯片上，而且所述多个电连接包括多个 实现在所述第一和第二芯片的至少一个中的导电通孔并适于当该第一和第二芯 片叠加时实现相应多个芯片间电连接。一和第二芯片叠加时实现相应多个芯片间电连接。应多个芯片间电连接。根据下面的一个实施例的详细描述，本专利技术的这些和其它方面以及优点将 变得清楚，该实施例完全是作为非限定性的示例，描述将被参照附图进行，其 中附图说明图1示出了一个传统的SIP;图2示意性;tte出了根据本专利技术的一个实施例的电子系统；图3A示意性i标出了根据本专利技术的另一个实施例的电子系统；图3B示出了根据本专利技术的一个实施例的一个存储器区段的原理的构造；图4示出了根据本专利技术的一个实施例的电子系统的示范性应用情景；图5示出了根据本专利技术的一个实施例的电子系统的另一个示范性应用情景。具体实施例方式在下面的描述中，图中类似的或同样的元件被用同样的附图标记表示。参照图1 ， 一个传统的SIP 100被示出。该SIP 100包括一个芯片支架或'芯 片载体110，两个(如同在本例子中)或多个芯片115，被方1S在支架115的上 表面120上；密封层(图中未示出)覆盖两个(或多个)芯片115，密封它们。 支架110包括多个接触垫125。芯片115也包括多个接触垫130，它们ffl31导线 135电连接到支架110的接触垫125。針芯片115集成适用于执fi^们自己的功能的各自的IC，从而实5鹏体 电子系统的不同子系统。为了这个目的，每賴成在一个芯片115中的IC包括功能电路扬。、，适于 实现IC所需的功能，以及大量棚艮务电路构造，用于管理同一芯片上的不同操 作，与功能电路核心交互(interact)。^E^f考虑的例子中，参照包含有两个存储器IC的电子系统，在集成在通用 芯片115上的存储器IC中，功能电路核心包含存储单元矩阵，而服务电路构造 包括所有适合于管理将在存储装置上执行的数据读出和其上提供的数据写入和 擦除的操作的电路；例如，服务电路构造代表性地包括适用于产生在存储器写 A/擦除操作期间使用的操作电压的电荷泵，用于译码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于执行相应功能并且包含至少第一子系统和第二子系统的电子系统，其中该第一子系统和第二子系统能够通过多个电连接可操作的互相耦合以执行该系统的功能，其特征在于，　　　　该第一子系统和第二子系统被分别集成到第一材料芯片和第二材料芯片上，而且所述多个电连接包括多个实现在所述第一和第二芯片的至少一个中的导电通孔并且适于在该第一和第二芯片叠加时实现相应多个芯片间的电连接。

【技术特征摘要】
IT 2007-5-8 MI2007A0009331.一种适于执行相应功能并且包含至少第一子系统和第二子系统的电子系统，其中该第一子系统和第二子系统能够通过多个电连接可操作的互相耦合以执行该系统的功能，其特征在于，该第一子系统和第二子系统被分别集成到第一材料芯片和第二材料芯片上，而且所述多个电连接包括多个实现在所述第一和第二芯片的至少一个中的导电通孔并且适于在该第一和第二芯片叠加时实现相应多个芯片间的电连接。2. 根据禾又利要求1所述的电子系统，其中，一子系统和第二子系统通 过相应第一和第二制造工艺被实现，该第一和第二制造工艺专用于相应的子系 统，该第二制造工艺不适^T实现该第一子系统。3. 根据^^利要求1或2所述的电子系统，其中所述导电通 m于传输用 于执行所述功能的操作^言号。4. 根据权利要求1-3任意一项所述的电子系统，其中所述多个导电通孔 包括实现在该第一芯片中的第一导电通孔和实现在该第二芯片中的第二导电通 孔，该第一和第二通 L被布置以使得，当该第一子系统和第二子系统被可操作 地耦合时，^第一通孔与相应的第二通孔具有一对一的关系。5. 根据t又利要求3或4所述的电子系统，包含至少一，i^E第三材料 芯片上的第三子系统，所述第三芯片占据被包含^^述第一芯片和所述第二芯 片之间的空间，第三芯片上的第三导电通孔被提供以将所述第一子系统和所述 第二子系统电连结。6. 根据战任意一项权利要求所述的电子系统，其中该第一子系统和第 二子系...

【专利技术属性】
技术研发人员：A洛萨维奥，G坎帕多，S里西亚迪，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]