JP2000252435A - Dram混載asicのチップ製品と半導体装置 - Google Patents

Dram混載asicのチップ製品と半導体装置

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JP2000252435A
JP2000252435A JP11055869A JP5586999A JP2000252435A JP 2000252435 A JP2000252435 A JP 2000252435A JP 11055869 A JP11055869 A JP 11055869A JP 5586999 A JP5586999 A JP 5586999A JP 2000252435 A JP2000252435 A JP 2000252435A
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Japan
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dram
asic
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Hiroshi Sasaki
博史 佐々木
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージに合わせて、DRAMマクロをレ
イアウトするものであり、DRAMとASICとの混載
にいずれも主動作を損なうことなく、適切な配置を提供
することを課題とする。 【解決手段】 DRAMマクロとASICとを混載した
長方形状のチップ製品において、前記DRAMマクロの
領域の短辺方向に前記ASICの領域を配置し、前記D
RAMマクロの長辺方向の両側に外部信号をやり取りす
るためのI/Oバッファ領域を前記チップの前記長方形
状の長手方向の両側に配置したことを特徴とする。さら
に前記I/Oバッファ領域の長手方向の両側の両外側に
入出力用パッドを配置したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録保持動作が必
要な随時書込読出メモリのDRAMと特定用途向けIC
のASICとを混載したDRAM混載ASICチップと
その半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、主記憶装置はプロセッサが頻繁に
アクセスするデータを読み書きする。その代表的な主記
憶装置として、DRAMがあり、プロセッサとDRAM
間のスピードを補完するものにキャッシュメモリに用い
るSRAMがある。DRAMは50〜70ns程度のア
クセス時間で、近年は16M〜512Mビット程度のキ
ャパシタを擁している。このDRAMに格納されたデー
タは更に大容量のハードディスクや一部のデータを格納
するフロッピーディスク等にコピーされる。この主記憶
装置のDRAMは、大容量化は進んでいるが、一方では
多機能化や、採用の柔軟性等を求めて、周辺の入出力イ
ンターフェース等の制御回路を内蔵したASICとの混
載が期待されている。これは、主記憶装置のDRAM
と、その活用に必要なデータ処理を主とするASICと
を一つのパッケージに納めて、性能的に高速性と遅延防
止、装置の小型化、高信頼性、低コスト化等をめざし
て、DRAM混載ASICが開発されつつある。
【0003】ここで、従来技術として、特開平8−21
2185号公報には、プロセッサとメモリとを同一チッ
プに集積したマイクロコンピュータが記載されている。
本公報では、プロッサとメモリとが同一チップに集積さ
れたマイクロコンピュータにおいて、プロセッサはメモ
リ構成する複数のメモリセル領域の間に配置されたこと
を記載し、また、メモリセルを2つのメモリセル領域に
分け、プロセッサをその間に配置したことを記載し、メ
モリセル領域を所定数毎にバスにて相互に接続され、メ
モリ領域列を矩形のメモリセル領域の長辺同士を隣接配
置し、プロセッサは、メモリセル領域の短辺と短辺との
間に配置されていることが記載されている。
【0004】この様に配置することにより、プロセッサ
の周辺装置としてのメモリセルの間にプロセッサを配置
したので、プロセッサとメモリセル領域との距離が短縮
され、信号の出力端はチップの1辺側に集中させること
も2辺側に分散させることも可能であり、チップの出力
側にバスインターフェースを備えて、高速に各信号を出
力でき、メモリセル領域間に存在するスペースに周辺回
路、バスインターフェース、パッドとプロセッサ間のラ
ッチ回路等の回路とプロセッサを設けることができると
記載されている。
【0005】本公報においては、I/Oバッファについ
ては、何等開示されておらず、メモリセル領域の長辺同
士を隣接配置してしまっては、幅の細いDRAM用のパ
ッケージに、DRAMとASICとの混載を行うことは
できないし、この点はプロセッサとDRAMとの混載故
に上述の配置を可能としたものと思われる。
【0006】また、特開平10−135424号公報に
は、ロジック回路とDRAMとが混載されているシステ
ムチップにおいて、電源供給線と接地線と、入出力バッ
ファ回路と、ロジック回路、メモリセルアレイ等の各々
について独立して配置されていることが記載されてい
る。
【0007】また、特開平10−134022号公報に
は、メモリ・ロジック混載LSIにおいて、メモリマク
ロを中心としてその長辺の両側にテスト制御回路とデー
タ入出回路を配置し、その外側にロジック部及びその外
側にデータ入出力(I/O)が配置された例が示されて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、DRA
Mを主としてそのDRAMを有効に活用しようとするの
がDRAM混載ASICのASIC部であり、そのDR
AMとASICとをワンチップとした場合の配置につい
てはチップサイズから無頓着に決定されており、定性的
に性能と製造コスト等を考慮に入れて設定されるべきで
ある。
【0009】ここで、一般的な既存のワンチップのDR
AM混載ASICの配置について説明すれば、図5に示
すように、ASIC製品の延長線上で、DRAMマクロ
を搭載しようとしているため、ASIC製品のパッケー
ジにしか組み立てられないというデメリットが有った。
図5において、チップ2の周囲に配置した入出力パッド
1と、その内側に入出力用緩衝回路(IOバッファ)3
と、そのIOバッファ3の内側にDRAMマクロセルと
その長辺に隣接したASICとが位置されて、チップ2
が完成されている。
【0010】このことは、チップ構成が、ASIC製品
として、ほぼ正方形となり、メモリ製品のパッケージ
(薄くコンパクトな薄型表面実装型LSIパッケージ
(TSOP:Thin Small Out-line Package)などのパ
ッケージ)に組み立てることが出来なかった。また、A
SIC製品のチップサイズが、メモリ製品のパッケージ
(薄くコンパクトなTSOPなどのパッケージ)のボデ
ィーサイズより大きくなってしまうため、小型化ばかり
でなく、DRAMの性能を保持した上でASICを混載
するということは容易に達成できなかった。
【0011】本発明は、ASIC製品のチップサイズと
DRAMのチップサイズとを考慮して、最適なDRAM
混載ASICを提供することを課題とする。
【0012】また、本発明は、パッケージに合わせて、
DRAMマクロをレイアウトするものであり、DRAM
とASICとの混載に際しいずれも主動作を損なうこと
なく、適切な配置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、DRAMマク
ロとASICとを混載した長方形状のチップ製品におい
て、前記DRAMマクロの領域の短辺方向に前記ASI
Cの領域を配置し、前記DRAMマクロの長辺方向の両
側に外部信号をやり取りするためのI/Oバッファ領域
を前記チップの前記長方形状の長手方向の両側に配置し
たことを特徴とする。
【0014】また、上記DRAM混載ASICのチップ
製品において、さらに前記I/Oバッファ領域の長手方
向の両側の両外側に入出力用パッドを配置したことを特
徴とする。
【0015】また、上記DRAM混載ASICのチップ
製品において、さらに前記DRAMマクロ領域は前記A
SICの領域を挟む形態で分離されていることを特徴と
する。
【0016】また、上記DRAM混載ASICのチップ
製品において、さらに前記DRAMマクロ領域は前記A
SICの領域に挟まれた形態で配置され、前記ASIC
の領域は前記DRAMマクロ領域の両短辺を挟んで前記
I/Oバッファ領域と前記DRAMマクロ領域とにデー
タの入出力用配線が施されていることを特徴とする。
【0017】また、本発明は、DRAMマクロとASI
Cとを混載した長方形状にチップ化した半導体装置にお
いて、前記チップの長手方向に長い長方形状の前記DR
AMマクロの短辺方向に前記ASICの領域を配置し、
前記DRAMマクロの長辺方向の両側に外部との外部信
号をやり取りするためのI/Oバッファ領域を前記チッ
プの前記長方形状の長手方向の両側に配置し、前記両側
のI/Oバッファ領域の外側に前記外部と配線的に外部
信号を送受する配線パッドを配置したことを特徴とす
る。
【0018】また、本発明は、DRAMマクロとASI
Cを混載した製品において、DRAMマクロの短辺方向
にASIC領域を備え、DRAMマクロの長辺方向の両
側にのみ外部信号をやり取りするためのI/Oバッファ
領域を備えたことを特徴とするDRAM混載ASICを
提供する。
【0019】このような構成にすることで、メモリ製品
のパッケージ(薄型でコンパクトなTSOPなどのパッ
ケージ)にASICをも搭載可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】[第1の実施形態] (本実施形態の構成)本発明の実施形態について、図1
に示すように、DRAMマクロとASICを混載した製
品において、DRAMマクロの短辺方向にASIC領域
を備え、DRAMマクロの長辺方向の両側にのみ外部信
号をやり取りするためのI/Oバッファ領域を備えたこ
とを特徴とするDRAM混載ASICを示している。
【0021】図1において、パッケージチップ2の長手
方向の両側に配置したボンディングパッドでもある入出
力パッド1と、その入出力パッド1の内側の両側に細長
い長方形状に配置した入出力用緩衝回路(IOバッフ
ァ)3と、その両側のIOバッファ3に挟まれた長手方
向の図上2/3の領域に配置したDRAMマクロ領域5
と、その両側のIOバッファ3に挟まれた長手方向の図
上1/3の領域に配置したASIC領域4とから構成さ
れている。
【0022】このASIC領域4には、ゲートアレイや
セルベースの機能ブロックおよびCPUマクロおよびR
AMマクロやROMマクロ等を配置可能な領域である。
また、ASICは、DRAMへのデータ書き込み及びデ
ータ読み出しにより、プロセッサからのプログラムに従
ったデータ処理の機能も有しており、この機能がDRA
Mドライブ機能と共に、DRAM混載ASICのメリッ
トを生かす大きな要因である。
【0023】(本実施形態の動作)本発明の図3に示す
チップの動作は、外部信号をI/Oバッファ領域3を介
して、信号処理回路を含むASIC領域4に入出力し、
ASIC領域4で信号処理を行い、適宜DRAMマクロ
領域5へデータ書き込みやデータ読み出しを行う。
【0024】本発明の実施形態による図1に示すような
チップ構成にするため、汎用DRAMで使用される薄型
で、小型のパッケージの薄型表面実装型LSIパッケー
ジ(TSOP:Thin Small Out-line Package)などに
搭載可能となる。
【0025】[第2の実施形態]本発明の第2実施形態
について、図2に示して説明する。図2において、長方
形のパッケージチップ2の長手方向の両側と短辺方向の
一部の各外側に配置したボンディング用パッドの入出力
パッド1と、その入出力パッド1の内側の長手方向の両
側に細長い長方形状に配置した入出力用緩衝回路(IO
バッファ)領域3と、その両側のIOバッファ3に挟ま
れた長手方向の両翼にそれぞれ2つに分離して配置した
DRAMマクロ領域5と、そのDRAMマクロ領域5の
短辺であり且つそれぞれに挟まれた領域に配置したAS
IC領域4とから構成されている。
【0026】本実施形態では、DRAMマクロ領域5と
ASIC領域4とを混載した製品において、ASIC領
域4を、両DRAMマクロ領域5の短辺方向から挟むよ
うに配置され、DRAMマクロ領域5の長辺方向の両側
にのみ外部信号をやり取りするためのI/Oバッファ領
域3を備えたことを特徴とする。
【0027】本実施形態によるDRAM混載ASIC
は、図1の第1の実施形態によるDRAMの記憶容量よ
りも大きい場合に該当し、その分ASIC領域も信号処
理の機能数が増加し、DRAMマクロも、ASICにと
ってもI/Oバッファを介して外部と入出力信号を送受
信でき、配線距離を短くできるので、DRAMマクロと
ASIC共に、性能を損なうことなく混載とした上で両
者の機能を最大限に発揮できる。その際、DRAMマク
ロとASICの相互のデータの送受についてもASIC
の両側のDRAMマクロと短距離で配線可能であり、D
RAM混載ASICによるワンチップ化として、多機能
化や、採用の柔軟性、周辺の入出力インターフェース等
の制御回路を内蔵したASIC、主記憶装置のDRAM
の信号処理の配線の煩雑さを防止、その活用にASIC
の機能を加味、性能的に高速度特性を達成、配線による
遅延の防止、チップ装置の小型化、小型化とIC化によ
る高信頼性、低コスト化等を達成できる。
【0028】[第3の実施形態]本発明の第3の実施形
態について、図4に示して説明する。図4において、ワ
ンパッケージチップ2は長方形のチップであり、その長
手方向と短辺方向の一部の各外側に配置した入出力パッ
ド1と、その入出力パッド1の内側の長手方向の両側に
細長い長方形状に配置した入出力用緩衝回路(IOバッ
ファ)領域3と、その両側のIOバッファ3に挟まれた
長手方向の中心部に長手方向に長距離を有して配置した
DRAMマクロ領域5と、そのDRAMマクロ領域5の
短辺の両側にチップの長手方向の両側のIOバッファ3
に挟まれた領域に2つに分離して配置したASIC領域
4とから構成されている。
【0029】このDRAMマクロとASICを混載した
製品において、両ASIC領域が、DRAMマクロの短
辺方向から挟むように配置され、DRAMマクロの長辺
方向の両側にのみ、外部信号をやり取りするためのI/
Oバッファ領域3を備えている。
【0030】本実施形態では、DRAMマクロ短辺の両
側に、ASIC領域を配置することにより、外部信号を
入出力するI/Oバッファセル位置に大きく依存しない
で、ASIC領域に信号伝達が可能になる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、DRAM領域の短辺に
ASICを配置しているので、短辺のチップサイズが,
5mm以下にすることが出来るので、汎用DRAMで使
用される400mil幅のTSOPパッケージなどの小
型化したチップに搭載可能となる。
【0032】また、半導体装置の1チップ内にDRAM
混載ASICを収納し、且つDRAMとASICとの配
線による性能劣化を防止し、外部回路とのインターフェ
ースも各パッドとI/Oバッファとの配置から、回り込
みの配線は不要となり、高速データの送受に活用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態による半導体チップの構成ブ
ロック図である。
【図2】本発明の実施形態による半導体チップの構成ブ
ロック図である。
【図3】本発明の実施形態による半導体チップの構成ブ
ロック図である。
【図4】本発明の実施形態による半導体チップの構成ブ
ロック図である。
【図5】従来例による半導体チップの構成ブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 ボンディングパッド 2 LSIチップ 3 I/Oバッファ領域 4 ASIC領域 5 DRAMマクロ領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DRAMマクロとASICとを混載した
    長方形状のチップ製品において、 前記DRAMマクロの領域の短辺方向に前記ASICの
    領域を配置し、前記DRAMマクロの長辺方向の両側に
    外部信号をやり取りするためのI/Oバッファ領域を前
    記チップの前記長方形状の長手方向の両側に配置したこ
    とを特徴とするDRAM混載ASICのチップ製品。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のDRAM混載ASIC
    のチップ製品において、さらに前記I/Oバッファ領域
    の長手方向の両側の両外側に入出力用パッドを配置した
    ことを特徴とするDRAM混載ASICのチップ製品。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載のDRAM混載A
    SICのチップ製品において、さらに前記DRAMマク
    ロ領域は前記ASICの領域を挟む形態で分離されてい
    ることを特徴とするDRAM混載ASICのチップ製
    品。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載のDRAM混載A
    SICのチップ製品において、さらに前記DRAMマク
    ロ領域は前記ASICの領域に挟まれた形態で配置さ
    れ、前記ASICの領域は前記DRAMマクロ領域の両
    短辺を挟んで前記I/Oバッファ領域と前記DRAMマ
    クロ領域とにデータの入出力用配線が施されていること
    を特徴とするDRAM混載ASICのチップ製品。
  5. 【請求項5】 DRAMマクロとASICとを混載した
    長方形状にチップ化した半導体装置において、 前記チップの長手方向に長い長方形状の前記DRAMマ
    クロの短辺方向に前記ASICの領域を配置し、前記D
    RAMマクロの長辺方向の両側に外部との外部信号をや
    り取りするためのI/Oバッファ領域を前記チップの前
    記長方形状の長手方向の両側に配置し、前記両側のI/
    Oバッファ領域の外側に前記外部と配線的に外部信号を
    送受する配線パッドを配置したことを特徴とする半導体
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の半導体装置において、
    前記DRAMマクロ領域は前記ASICの領域を挟む形
    態で分離されて配置され、又は、前記ASICの領域は
    前記DRAMマクロ領域の両短辺を挟み且つ前記I/O
    バッファ領域と前記DRAMマクロ領域とにデータの入
    出力用配線を備えて配置されていることを特徴とする半
    導体装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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