CN111226216A - 由光电池供电的集成电路防复制装置 - Google Patents

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Abstract

一种集成电路，包含：衬底、设置在所述衬底上的第一电路、设置在所述衬底上并且耦接到所述第一电路的光电池；当所述光电池暴露于光时，所述光电池向所述第一电路供电，并且所述第一电路在由所述光电池供电时允许禁用所述集成电路的至少一部分。

Description

由光电池供电的集成电路防复制装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月25日提交的、名称为“由光电池供电的集成电路防复制装置(INTEGRATED CIRCUIT COPY PREVENTION DEVICE POWERED BY A PHOTOELECTRICCELL)”的第15/793,046号美国专利申请的权益和优先权，其全部内容通过引用明确地合并于此。
技术领域
本发明的方面涉及一种具有由光电池供电的防复制装置的集成电路。
背景技术
半导体电路或集成电路的设计在设计、人工和生产成本方面越来越具有高成本。为了获得设计和结构信息，处于竞争中的半导体供应商越来越多地秘密购买新设计的集成电路，目的是复制所述信息以用于将来要出售的集成电路。这是通过去除覆盖集成电路的遮光塑料，通过数种方式检查集成电路，然后经常通过其结构层对电路进行反处理以对设计进行反向工程来实现的。此外，可以通过在检查集成电路的同时给集成电路通电来提取设计信息，以观察电路在被供电时的发光和电磁辐射。因此，需要一种保护集成电路的设计信息和结构信息的装置。
发明内容
在一个方面中，一种集成电路包含衬底，设置在衬底上的第一电路，设置在衬底上并且耦接到第一电路的光电池，光电池在光电池暴露于光时向第一电路供电，并且第一电路在由光电池供电时允许禁用集成电路的至少一部分。
在另一方面中，一种计算装置包含：集成电路，包含衬底；第一电路，设置在衬底上；光电池，设置在衬底上并且耦接到第一电路，光电池在光电池暴露于光时向第一电路供电，并且第一电路在由光电池供电时允许禁用集成电路的至少一部分。
在另一方面中，一种集成电路包含：衬底；第一装置，设置在衬底上；第二装置，设置在衬底上并且耦接到第一装置，第二装置用于在第二装置暴露于光时将电力提供到第一装置，且第一装置用于在由第二装置供电时允许禁用集成电路的至少一部分。
在另一方面中，一种防止复制集成电路的方法，所述方法包含：使光电池暴露于光，在使光电池暴露于光之后由光电池将电力提供到第一电路，以及在由光电池供电时允许由第一电路禁用集成电路的至少一部分。
附图说明
图1是根据本发明的方面的计算装置；
图2是根据本发明的方面的图1的集成电路；
图3A-3D是图2的集成电路的各个方面；
图4是图2所示的第一电路的更详细的视图；以及
图5是根据本发明的方面的流程图。
具体实施方式
参考图1，计算装置100包含集成电路102、一或多个传感器104、无线接口106、天线110、总线112、I/O接口114、存储器116和相机118。无线接口106可以包含无线接收器、发射器、收发器和/或使得计算装置100能够使用WWAN、WLAN和/或其它合适的无线通信协议发送和/或接收数据的其它元件。无线接口106可以包含能够使用多个无线通信标准发送和接收无线信号的一或多个多模式调制解调器。无线接口106通过线路108连接到天线110，用于向/从其它无线发射器、无线基站和/或被配置为使用无线通信协议进行通信的其它无线装置发送和接收通信。尽管图1所示的计算装置100包含单个无线接口106和单个天线108，但计算装置100的其它实现方式可包含多个无线接口106和/或多个天线110。计算装置100可以是合并一或多个集成电路的任何合适的电子装置(诸如台式计算机、物联网(IoT)装置)，或终端用户移动装置(诸如膝上型计算机、蜂窝电话、智能电话或平板计算机)。
继续图1，I/O接口114可提供一或多个端口和/或可向计算装置100提供数据输入和/或输出的其它接口。举例来说，I/O接口114可包含一或多个端口，诸如通用串行总线(USB)端口和/或可用于将外部装置连接到计算装置的其它类型的端口。I/O接口114还可以包含一或多个输入装置，诸如按钮、开关、键盘、触摸屏和/或用于接收来自用户的输入的其它装置。I/O接口114还可以包含用于输出音频和/或可视内容的一或多个装置，诸如屏幕、扬声器、耳机端口和/或用于输出此类内容的其它装置。
在一个方面中，存储器116可为非暂时性存储装置，其可包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其组合。此类存储器可以存储处理器可读的、处理器可执行的软件代码，所述软件代码包含用于控制处理器电路执行本文描述的功能的指令(尽管所述描述可以理解为软件执行功能)。软件可经由网络连接通过下载、从磁盘上载等方式加载到存储器上。此外，软件可以不是直接可执行的，例如在执行之前需要编译。
存储器中的软件被配置为使处理电路能够执行各种动作，包含实现从其它无线发射器、无线基站、其它计算装置和/或被配置用于无线通信的其它装置发送和/或接收数据。
参考图2，集成电路102包含衬底200、设置在衬底200上的第一电路216、设置在衬底200上并耦接到第一电路216的光电池214，光电池214用于在光电池214暴露于光时向第一电路216供电，并且第一电路216用于在由光电池214供电时允许禁用集成电路102的至少一部分。在一个方面，光电池214可以包含生成大约一微安电流的一或多个太阳能电池二极管。集成电路102还包含耦接到第一电路216的熔丝阵列210(一或多个熔丝)，熔丝阵列210用于在电力被提供给集成电路102之后熔断时禁用集成电路102的一或多个部分。集成电路102还包含耦接到第一电路216的可编程存储器204，第一电路216用于在电力被提供给集成电路102之后经由可编程存储器204的一部分的改变来禁用集成电路102的至少一部分。在一个方面中，可编程存储器204的一部分的改变是擦除可编程存储器204的所述部分。在另一方面中，可编程存储器204的一部分的改变是对可编程存储器204的所述部分重新编程。
继续参照图2，集成电路102还包含可控硅整流器电路218，以在电力被提供给集成电路102之后损坏集成电路102。集成电路102还包含用于禁用第一电路216的禁用电路(下面将更详细地描述)。集成电路还包含CPU 206、模拟子部分220和一或多个任选的附加电路212、230、232、234、236和238，它们是通常可以包含在诸如硅基半导体集成电路的集成电路中的电路。为了简化对本发明各方面的描述，没有示出这样的附加电路。如图2所示，已经发生集成电路102的黑色塑料(未示出)的未经授权的去除，并且集成电路102的芯片表面暴露于光208。光208可以是任何合适的光，例如来自显微镜的光。当光电池214暴露于光208时，它给第一电路216供电，使得第一电路216的一或多个输出被永久性地设置(下面将更详细地描述)。这防止了以后当电力被施加到集成电路时对集成电路102的复制。
参看图3A，示出图2的集成电路102的一部分300，其包含耦接到第一电路216的光电池214。第一电路216在光电池214被暴露于光时从光电池214接收电力作为输入302(P-ELECT_IN)，并且生成被永久性设置的一或多个输出304、306、308和310。输出304-310分别对应于高电流输出(HI_CURRENT_OUT)、数字高输出(DIG_HI_OUT)、数字低输出(DIG_LOW_OUT)和电流吸收器输出(CURRENT_SINK_OUT)。
参考图3A和4,将描述集成电路保护的序列，其中集成电路的制造商未授权对硅表面的进入。在未经授权去除覆盖集成电路的芯片黑色塑料之后且在述芯片表面上显示光之后：
1.光电池214由光生成适当的电力，并通过“P-Elect_IN”节点/输入302将电力提供给第一电路216。
2.如图4所示，来自光电池214的电力经由RBL(读位线)或电源线设置EEPROM1-4(402、404、406、408)的状态，在每个EEPROM单元中产生从“N10”到“SUB”(接地衬底)的低电阻路径。换言之，每个EEPROM输出“N10”被永久性地设置为接地(GND_SUB)。每个控制栅(CG1-CG4)是浮置的，即，不使用这些控制栅。PMOS(PM1-大、PM2-小、PM3-小)和NMOS(NM1-大)晶体管从禁用状态转换到启用状态。RG(RG1-RG3)和RD(RD1-RD2)电阻器中的每个电阻器适当地为4K欧姆，并且每个RN(RN1-RN2)电阻器适当地为50欧姆。
3.一旦EEPROM电路的状态被设置，就不再需要来自“P-Elect_IN”302的电力。EEPROM状态是永久性设置的。去除照射到硅表面的光不会禁用芯片保护。
在前一步骤之后(即，在将芯片表面暴露于光之后)，并且在将整个集成电路通电之后(芯片供电网“VDD_CORE”接收适当的1.8V电力)：
4.第一电路216输出开始其一或多个功能(如下文所述)以防止复制集成电路(如上文所述)。
4a.节点/输出304“HI_CURRENT_OUT”经由现在处于导通状态的PM1-大晶体管连续地从VDD_CORE 412向“HI_CURRENT_OUT”节点/输出304提供大电流。“HI_CURRENT_OUT”节点304用于向可控硅整流器(SCR)电路218(见图3D)供电，这会对集成电路102造成物理损坏。
4b.节点306“DIG_HI_OUT”连续发出数字“1”(高)信号，以用于通过现在处于导通状态的RD1和PM2-小晶体管来对片上可编程存储器204进行擦除或重新编程(见图3B)。
4c.“CURRENT_SINK_OUT”节点310持续向“GND_SUB”提供高电流短路，用于熔断一或多个熔丝，从而禁用集成电路/芯片的部分(参见图3C)。
4d.节点308“DIG_FOW_OUT”连续地发出用于对片上可编程存储器204进行擦除或重新编程的数字“0”(Fow)信号(见图3B)。在集成电路中可以包含一或多个上述功能(4a-4d)。在集成电路中还可以包含任何上述功能(4a-4d)的多个复制。
参考图3B，示出了图2的部分330，其中包含集成电路的固件的可编程存储器204的一或多个部分可以经由DIG_HI_OUT和/或DIG_FOW_OUT输入信号擦除或重新编程。这种擦除或重新编程禁用了集成电路。
参考图3C，示出了图2的部分320，其中“CURRENT_SINK_OUT”节点310持续向“GND_SUB”提供高电流短路，用于熔断一或多个熔丝，从而禁用部分集成电路。一或多个熔丝322在集成电路通电后被熔断，这切断了到一或多个芯片核心子电路324的电源输入，从而禁用部分集成电路或禁用整个集成电路。
参考图3D，HI_CURRENT_OUT信号被施加到包含电阻器342、348和晶体管344、346的SCR电路218。当向集成电路102供电时，SCR电路218加热并损坏(例如，燃烧)集成电路的硅。
为了允许对集成电路的授权进入，可以禁用第一电路216。在制造过程期间或制造后，可能需要这种经授权的进入来测试或调试集成电路。在去除芯片黑色塑料覆盖物之前，集成电路102被供电。如图4所示，使用连接到EEPROM 1-4的每个字线(WL)的“ERASE_EEPROM”节点401，发出擦除和禁用第一电路216内的EEPROM电路的命令。然后，可以去除芯片黑色塑料覆盖物并且可以在硅芯片表面上显示光，而不接合第一电路输出。没有熔丝会被熔断，SCR电路218将不接收电力，并且可编程存储器204将不受影响。在这种情况下，四个第一电路216输出HI_CURRENT_OUT、DIG_HI_OUT、CURRENT_SINK_OUT和DIG_LOW_OUT将被禁用且不起作用。
参考图5，示出了防止复制集成电路的流程图，其包含在502处将光电池暴露于光，在504处将光电池暴露于光之后由光电池将电力提供给第一电路，以及在506处允许由第一电路在由光电池供电时禁用集成电路的至少一部分。
根据本发明的一个方面，集成电路包含衬底(例如，衬底200，见图2)，设置在衬底上的第一装置(例如，第一电路216，见图22和4)，设置在衬底上并耦接到第一装置的第二装置(例如，光电池214，见图2)，第二装置用于在第二装置暴露于光时向第一电路供电，并且第一装置用于在由第二装置供电时允许禁用集成电路的至少一部分。集成电路还包含耦接至所述第一装置的第三装置(例如，熔丝阵列210或熔丝322，参见图2和3C)，在电力被提供给集成电路之后第三装置被熔断时，用于禁用集成电路的一或多个部分。集成电路还包含用于存储数据并且耦接到第一装置的装置(例如，可编程存储器204，参见图2)，第一装置用于在电力被提供给集成电路之后经由改变用于存储数据的装置的一部分来禁用集成电路的至少一部分。集成电路还包含用于在电力被提供给集成电路之后损坏集成电路的装置(例如，SCR电路218，见图2和3D)和用于禁用第一电路的装置(例如ERASE_EEPROM 401、EEPROM 1-4，参见图4)。
处理器(也称为处理电路)可以是可由软件指令(应用程序)配置以执行包含上述各个方面的功能在内的各种功能的任何可编程微处理器、微型计算机或一或多个多处理器芯片。在一些装置中，可以提供多个处理器，诸如专用于无线通信功能的一个处理器和专用于运行其它应用程序的一个处理器。通常，软件应用程序在被访问并加载到处理器中之前可被存储在内部存储器中。处理器可以包含足以存储应用程序软件指令的内部存储器。在许多装置中，内部存储器可以是易失性或非易失性存储器(诸如闪存)或两者的混合。出于本描述的目的，对存储器的一般引用是指可由处理器访问的存储器，包含插入到装置中的内部存储器或可移动存储器以及处理器本身内的存储器。
前述方法描述和过程流程图仅提供为说明性示例，并且不旨在要求或暗示必须按照所呈现的顺序来执行各个方面的步骤。如所属领域的技术人员将了解，可以任何次序执行前述方面中的步骤次序。词语诸如“之后”、“然后”，“下一个”等不旨在限制步骤的顺序；这些词语仅用于指导读者理解方法。此外，以单数形式对权利要求要素的任何引用，例如使用冠词“一”、“一个”或“所述”不应被解释为将所述要素限制为单数。
结合本文中所公开的方面而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上文已大体上就其功能性描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。将此功能性实现为硬件还是软件取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实现所描述的功能性，但不应将此类实现决策解释为导致脱离本发明的范围。
用于实现结合本文所公开的方面而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件可用以下装置来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或被设计为执行本文所述功能的其任何组合。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实现为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此类配置。可替代地，一些步骤或方法可以由特定于给定功能的电路来执行。
在一或多个示范性方面中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果以软件实现，那么所述功能可作为一个或一个以上指令或代码存储在非暂时性计算机可读介质或非暂时性处理器可读介质上。本文所公开的方法或算法的步骤可包含在处理器可执行软件模块和/或处理器可执行指令中，所述处理器可执行软件模块和/或处理器可执行指令可驻留在非暂时性计算机可读或非暂时性处理器可读存储介质上。非暂时性计算机可读或处理器可读的存储介质可以是可由计算机或处理器访问的任何存储介质。以实例而非限制的方式，此类非暂时性计算机可读或处理器可读介质可包含RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于存储呈指令或数据结构的形式的所需程序代码且可由计算机存取的任何其它介质。本文所用的磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘、其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘用激光光学地再现数据。上述的组合也包含在非暂时性计算机可读和处理器可读介质的范围内。另外，方法或算法的操作可作为代码和/或指令的一个或任何组合或集合而驻留在非暂时性处理器可读介质和/或计算机可读介质上，其可并入到计算机程序产品中。
提供所公开方面的先前描述以使所属领域的技术人员能够制作或使用权利要求书。所属领域的技术人员将容易明白对这些方面的各种修改，且在不脱离权利要求书的范围的情况下，本文所界定的一般原理可应用于其它方面。因此，不希望本发明限于本文所示出的方面，而是希望其符合与所附权利要求书和本文所公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (28)

1.一种集成电路，包括：
衬底；
第一电路，设置在所述衬底上；
光电池，设置在所述衬底上并且耦接到所述第一电路，所述光电池在所述光电池暴露于光时向所述第一电路供电；以及
所述第一电路在由所述光电池供电时允许禁用所述集成电路的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的集成电路，还包括：
耦接到所述第一电路的熔丝阵列，所述熔丝阵列用于在电力被提供给所述集成电路之后被熔断时禁用所述集成电路的一或多个部分。
3.根据权利要求1所述的集成电路，还包括：
耦接到所述第一电路的可编程存储器，所述第一电路用于在电力被提供给所述集成电路之后经由所述可编程存储器的一部分的改变来禁用所述集成电路的所述至少一部分。
4.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述可编程存储器的一部分中的所述改变是擦除所述可编程存储器的所述部分。
5.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述可编程存储器的一部分中的所述改变是对所述可编程存储器的所述部分进行重新编程。
6.根据权利要求1所述的集成电路，还包括：
可控硅整流器电路，所述可控硅整流器电路用于在电力被提供给所述集成电路之后损坏所述集成电路。
7.根据权利要求1所述的集成电路，还包括：
禁用电路，用于禁用所述第一电路。
8.一种计算装置，包括：
集成电路，包含：
衬底；
第一电路，设置在所述衬底上；
光电池，设置在所述衬底上并且耦接到所述第一电路，所述光电池在所述光电池暴露于光时向所述第一电路供电；以及
所述第一电路在由所述光电池供电时允许禁用所述集成电路的至少一部分。
9.根据权利要求8所述的计算装置，还包括：
耦接到所述第一电路的熔丝阵列，所述熔丝阵列用于在电力被提供给所述集成电路之后被熔断时禁用所述集成电路的一或多个部分。
10.根据权利要求8所述的计算装置，还包括：
耦接到所述第一电路的可编程存储器，所述第一电路用于在电力被提供给所述集成电路之后经由所述可编程存储器的一部分的改变来禁用所述集成电路的所述至少一部分。
11.根据权利要求10所述的计算装置，其中所述可编程存储器的一部分的所述改变是擦除所述可编程存储器的所述部分。
12.根据权利要求10所述的计算装置，其中所述可编程存储器的一部分的所述改变是对所述可编程存储器的所述部分进行重新编程。
13.根据权利要求8所述的计算装置，还包括：
可控硅整流器电路，所述可控硅整流器电路用于在电力被提供给所述集成电路之后损坏所述集成电路。
14.根据权利要求8所述的计算装置，还包括：
禁用电路，用于禁用所述第一电路。
15.一种集成电路，包括：
衬底；
设置在所述衬底上的第一装置；
设置在所述衬底上并且被耦接到所述第一装置的第二装置，所述第二装置用于在所述第二装置被暴露于光时将电力提供给所述第一装置；以及
所述第一装置用于在由所述第二装置供电时允许禁用所述集成电路的至少一部分。
16.根据权利要求15所述的集成电路，还包括：
耦接到所述第一装置的第三装置，所述第三装置用于在电力被提供给所述集成电路之后被熔断时禁用所述集成电路的一或多个部分。
17.根据权利要求15所述的集成电路，还包括：
用于存储数据并且耦接到所述第一装置的装置，所述第一装置用于在电力被提供给所述集成电路之后经由所述用于存储数据的装置的一部分的改变来禁用所述集成电路的所述至少一部分。
18.根据权利要求17所述的集成电路，其中所述用于存储数据的装置的一部分的所述改变是擦除所述用于存储数据的装置的所述部分。
19.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述用于存储数据的装置的一部分的所述改变是对所述用于存储数据的装置的所述部分进行重新编程。
20.根据权利要求15所述的集成电路，还包括：
用于在电力被提供给所述集成电路之后损坏所述集成电路的装置。
21.根据权利要求15所述的集成电路，还包括：
用于禁用所述第一电路的装置。
22.一种防止复制集成电路的方法，所述方法包括：
将光电池暴露于光；
在所述光电池暴露于光后，通过所述光电池向第一电路供电；以及
在由所述光电池供电时通过所述第一电路来允许禁用所述集成电路的至少一部分。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括：
在电力被提供给所述集成电路之后熔断一或多个熔丝；以及禁用所述集成电路的一或多个部分。
24.根据权利要求22所述的方法，还包括：
在电力被提供给所述集成电路之后，经由可编程存储器的一部分的改变来禁用所述集成电路的至少一部分。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述可编程存储器的一部分的所述改变是擦除所述可编程存储器的所述部分。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述可编程存储器的一部分的所述改变是对所述可编程存储器的所述部分进行重新编程。
27.根据权利要求22所述的方法，还包括：
在电力被提供给所述集成电路之后损坏所述集成电路。
28.根据权利要求22所述的方法，还包括：
禁用所述第一电路。
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