TWI359546B

TWI359546B - Self-reparable semiconductor and system including

Info

Publication number: TWI359546B
Application number: TW093127283A
Authority: TW
Inventors: Sutardja Sehat; Sutardja Pantas; William Lo
Original assignee: Marvell World Trade Ltd
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2012-03-01
Also published as: US7730349B2; JP5571709B2; TW200522464A; EP1544740A3; JP2012119713A; EP1544740B1; US20080215914A1; US7340644B2; CN1630082A; US20050015660A1; JP2005183929A; EP1544740A2; CN100576536C; JP4963782B2

Description

1359546 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】有執行相同功能本發明關於'半導體，更具體地說，本發明關於耳的多個功能單元的自修復半導體。【先前技術】在半導體m增加的趨勢’這就是加倍地更高度地华成積體電路’如’半導體可包括多個通常是獨立的功能單元它們執行相同的功能。每個功能單元具有子功能單元。現參考第一圖，半導體8包括Μ個一般獨立的功能單元⑺一夏、 10-2……和1〇_1^(總稱爲功能單元10)，它們執行相同高度水平的功能。每個功能單元10包括相同的N個子功能單元。例如，功能單元10—1包括子功能單元U、21、31、......和W。功能單元:—2 包括子功能單元12、22、32、……和N2。功能單元1Q_M包括子功能單元1M、2M、3M、……和M。在-行中的子功能單元執行相同的低水平的功能。典型地，除了接地和電源，在功能單元之間沒有連接。然而，在功能單元中的子功能單元之間有連接。這些連接可以是單向的也可以是雙向的，並且可以包括一個或多個連接線。現參考第二圖，示例的功能單元可以是吉比特（GigaMt)的物理層器件70。例如，四個或八個吉比特物理層器件可製造於半導體上。該物理層器件70包括第一個子功能單元74，其執行物理編碼子層（PCS)，FCT，並執行決定反饋序列估算（DFSE)功能。第二個子功能單元76執行有限脈衝回應（FIR)濾波功能。第三個子功能單元 78 執行回波（echo)和近端串話（near end crosstalk)( NEXT)功月匕。弟四和第五個子功能單元8〇和84分別執行數位和類比前端（AFE) 1359546 功能。如果母個單個的功能單元的成品率是90%，那麼具有χ個相同的功能單元的半導體的成品率是（〇· 9)、例如，如果一個半導體包括8個功能單元，每個成品率爲9〇% ’那麼該半導體的成品率是43 %，這是不可接受的成品率。【發明内容】根據本發明的某些實施例，提供了一種自修復半導體，其包括：。第一功能單元，其包括第一、第二和第三子功能單元，這些子功能單，合作執行第一功能，其中所述第一子功能單元與所述第二和/ 或f三子功能單元中的至少一個通信，並且所述第二子功能單元與所述第一和/或第三子功能單元中的至少一個通信；第一備用功能單元，其包括第一、第二和第三子功能單元，其中 :述第-功能單元輯述m第三子魏單元，以及所述第一備用功能單元分別是功能上可交換的；以及開關器件，其與所述第一功能單元的所述第一、第二和第三子功也早疋及所述第-備用功能單元通信’並且當所述第-功能單元的所，第第一和第二子功能單元中的至少一個不可操作時，所述開關器件用所述第一備用功能單元的所述第一、第二的至少-個，取代所述第一功能單元的第一、第二中的至少一個。根據本發明的某些實施例，還提供了一種系統，其包括：自修復半導體，該自修復半導體包括： Μ個功能單元，其執行一個功能，其中μg 1 ; N個備用功能單元，其執行所述功能，並且可與所述μ個功能單元交換，其中Ng 1 ;以及 I359546 開關器件，其與所述m個功能單元和所述N個備用功能單元通 fs，並且當所述Μ個功能單元中的所述—個不可操作時，其選擇性地用所述Ν個備用功能單元中的一個取代所述Μ個功能單元令的一僻；自動測試裝置（ATE); 保險電路，其與所述自修復半導體相關聯，該保險電路包括多個保險絲，其選擇性地存儲至少一個不可操作功能單元的位置；以及整流電路，其與所述自修復半導體相關聯，所述整流電路與所述 ATE和所述保險電路連接（interface)。 .根據本發明的某些實施例，進一步提供一種自修復半導體，其包括： ’、 /個功能單元，每-個所述功能單元都包括第―、第二和第三子功能單元，其中所述Μ個功能單元中的每__個執行相同的功能，立中 Μ大於或等於i，其中所述第―、第二和第三子功能單以每一個相單元執行相同的功能’並且其中所述第-子功能單元相應的$ 所述第—和/或第三子功能單元相應的子功能單元中第’亚且所述第二子功能單元相應的子功能單元與所述第一三子錢單元相應的子功能單元中的至少-個通信；卜並且一里備:力能單元’其包括X個子功能單元，其大於或等於個功处單ΛΛ第—制錢單元的所述x個子魏單元與所述m 個力此早疋的相應子功能單元功能上可交換；以及多個開關器件，當所述μ個功能單元中的所述第_、第子功能單元不可榫作眭甘禾第一和第二 m加其用所述Χ個子功能單元中的至少-個取代所述Μ個功能單元中的：至1個取代個。弗一押弟一子功能早兀中的至少一本發明的進一步的可應用領域將通過此^ ^ ^ 亥理解’料的說明書和特定的例子，在揭示出本 1359546 發明的較佳實施例的同時，僅是用本發明的保護範圍。 $ 的目的’而非用於限制【實施方式】本發明較佳實施例的下面的描述本質制本發明及其制㈣。肖且絕無限標號標識相同的元件。胃“疋.起見，附圖中相同的元件 =本發日㈣自修復半導體包括—個或多個完全或部分備用功 = 個功能單元或子功能單元_的缺陷被探測到，那麼功 :早=子功能單元被_，且由完全或部分備用功能單元中的功能早=或子功能單元取代4過關器件而實現再配置， :與功能單元或子功能單元集成在—起絲立於功能單元或子= 單疋。有缺陷的魏或子功鮮元可在組裝後，操作過程中周期性的上電（Ρ〇· up)過程中被探測，和/或手動地探測。雖然本發明將结合具體例子說明’本領域的技術人員應理解，每個半導體可包括任何數目的功能單元，其執行相同高度水平的功能”力能單元可包括任何數目的公共子功能單元。而且，雖然示出特定的開關器件和佈局，要使用的特定的開關器件和佈局將決定於具體的實施例，具體的功能和/或子功能單元和其他正規設計標準。相似或不同類型的開關器件可用於相同的半導體以 ^代不可操作的功能和/或子功能單元。當子功能單元之間的連線攜帶類比信號時，執行類比開關，這較佳採用電流開關器件’一般用於類比輸出信號和用於類比輸入信號的求和節點開關（summing n〇de switching)。這樣的開關器件和基於電壓的開關器件相比具有幾個優點，如減少的衰減，較低的阻抗和較低的失真。第十三圖顯示求和節 1359546 點開關的例子。求和節點開關提供輸入類比信號，其可比Vdd大或是負的°和電壓模式開關相比，比Vdd大或是負的電壓信號可引起開關電晶體變爲正向偏置。有關求和器件的進一步的解釋可在2000年7 月31日申請的—般受讓的申請No. 09629092中發現，其名稱爲

Active Resistance Summer For A Transformer Hybrid” ，該申清的内谷以參考的方式並入此處。數位開關器件可用於攜帶數位信號的連線。這類開關包括，例如，標準邏輯器件，閘極電路，多工器（muxes)，電晶體等等。現參考第三A圖’每個實施例的半導體86可包括控制器88，該控制器88位於晶片上且與開關器件9〇和子功能單元92通信。測試或錯誤識別電路94識別不可操作子功能單元92並生成配置資料。如前所述，控制器88命令開關器件90取代不可操作子功能單元犯。控制益88可在組裝之後，在操作過程中，周期性地在上電時執行内置自測試模式，和/或手動測試。現參考第三B圖，每個實施例的半導體86可包括控制器96，其位於晶片外且可移去地連到單片記憶體（〇n_chipmem〇ry)卯，如非易失性記憶體。！己憶體98存儲配置資料，該配置資料爲開關器件9〇限定，關位置。控制器96連到子功能單元92並探測和/或測試故障。控制益96使用測試結果以限粒置資料，該配置資料然後存儲在記憶體98中《•當上電時’ @己置資制於配置子功能單元92。如可理解的那樣，有多種其他方式執行開關器件。例如，保險絲，如鐳射保險絲或反保險絲（anti-fuse)’可以用於形成w或斷開連接以取代功 ^了和/或子功能單元。也可使用外部插針（_)或雙列插入式開關（dip switches)。 1359546 卜備用魏單幻〇-S位於錢單元〗 :樣，備用功能單…可位於半導體!。上任;:置=解的 =l°—8可位於任何功能單元w的左逄或右逄。備開關益件94和備用功能單元1〇功能單…们，—3，—= 四圖的例子中’備用功能單元1G — S允許—個功能單元中愈在第子功能單元失效。通過允許取代不可操作功能單元半導體可=的顯著改進。如果功能單元1。—ι中一個或子功能^成 =’ 3i和/或41的任何組合失效（如交又線陰再配置以備用功能單元10 — s中的 ^ Μ破單元11，2卜31和41。力此早標代不可柄作子功能 i i二’如：子功能單元U是不可操作的，到子功能單元11、12 二的輸入92-卜92—2和92一3是被開關H、和94 — 4被右移（績ted) 一個功能單元。子功能單元42、94= 4S 的輸出 92-4、92-5 和 92—6 是被開關 94_5、94—6、％ 94 — 8被左移一個功能單元。 σ ;42再西I置U 一功能單元1〇—1包括子功能單元12'22、32 口一功忐早7L 10 —2包括子功能單元13、23、33和43。功—3包括子功能單元1S、2S、3S和4S。第四功能單元二处功能單元14、24、34和44。第五功能單元10-5包括子功月&早兀15、25:35和45。第六功能單元1G_6包括子功能單元16、 26 36和46°這個不例性實施例允許對功能單元的替代。 …現參考第五圖，除了功能單元1〇—卜1〇一2和1〇一6，備用單兀10 S製造於半導體1〇〇上。而且開關器件1〇4位於功能單元的輸彳輸出在第五圖中所述的示例性實施例中，備用功能單元 10 S位於功月10之間。開關器件⑽和備用功能單元1〇 —s 1359546 允許半導體100取代在功能單元10-1、10-2、10-3、10-4、10 —5和/或10 —6中的不可操作的子功能單元。第五圖的例子中備用功能單元10-S允許每-行中的-個子魏單元失效。通過允許對不可操作的子功能單元的取代，半導體_的成品率得⑽著改進。二1性實_允許對魏單元或子功能單元的取代，和/或對不同功能單元中的多個子功能單元的取代。如果子功能單元1131和託失效（如圖中陰影所示）’關1〇4經再配置以分別用備用功能單元 —s中的子功能單元15、35和25取代不可操作的子功能單元11、和26。不可操作的子功能單元i!以如下方式被取代：到子功能單元 11、12和13的輸入106—1、106_2和106_3是被開關1〇4_卜1〇4 -2、104-3和104 - 4右移-個功能單元。子功能單元12、13和is 的輸出 106 —4、106 —5 和 106—6 是被開關 104_5、104—6、1〇4一 7和104-8左移-個功能單元。不可操作的子功能單元13以相方式取代。不可操作的子功能單元26以知下方式取代：子功能單元14、15 和 16 的輸出 106-7、106-8 和 106—9 是被開關 104-8、104-9、 1〇4~1〇和104_U左移一個功能單元。子功能單元&以和沉的輸出 1〇6-1〇、1〇6—11 和 1〇6—12是被開關 1〇4—12、1〇4 一 131〇4 —14和1 〇4 — 15右移位元一個功能單元。再配置之後，第-功能單元n包括子功能單元12、21、犯和41。第二功能單疋ι〇_2包括子功能單元13、22、犯和42。第三功能單元⑺一包括子功能單元^犯和…第四功能單元^ 4包括子功能單兀14、2S、34和44。第五功能單元1〇- 5包括子功能單元15、24、35和45。第六功能單元1〇_6包括子功能單元16、 25 、 36 和 46 。丄端。1參考第六圖’半導體l5G包括備用子功能單元ig—s位於一果子功症單凡21 (如圖令陰影所禾）失效，到子功能單元2卜 —2 .和26的輸入120-卜120-2……120-6是被開關124-1、124

认认...··和I24 — 7右移一個功能單元。子功能單元22、23……和2S a 出 120—7、120—8......和 120 — 12 是被開關 124-8、124 — 9… 和124— 14左移一個功能單元。再;^配之後，第一功能單元1〇_ i包括子功能單元u、22、3ι 矛第一功能單元12一2包括子功能單元丨2、23、32和42。第三功能單元1〇 —3包括子功能單元13、24、33和43。第四功能單元1〇 ^包。括子功能單元14、25、34和44 »第五功能單元10 —5包括子功月b單元15、26、35和45。第六功能單元1〇一6包括子功能單元16、 Μ、36 和 46。再參考第七圖’半導體160包括部分備用子功能單元lo-ps，其位於一端，部分備用子功能單元10 — PS包括一個或多個子功能單凡（用於某些子功能單元但不是所有的子功能單元）。例如，部分子功能單元10 —PS包括子功能單元25和3S，而不包括1S或4S。所提供的部分子功能單元可能與那些更有可能具有更低的成品率的子功能單元關聯。通過不製造其他子功能單元和開關，可以降低半導體 160的成本。如果子功能單元21失效（如陰影所示），到子功能單元21、22...... 和 26 的輸入 120-卜 120 —2......和 120 — 6 被開關 124— 1、124—2...... 和124— 6右移一個功能單元。子功能單元22、23……和2S的輸出 120-7 ' 120-8……和 120—12 被開關 124-8、124 — 9……124-13 左移一個子功能單元。再配置之後，第一功能單元10—1包括子功能單元11、22、31 和41。第二功能單元10-2包括子功能單元12、23、32和42。第三 12 1359546 子^包括子功能單元13、24、33和“。第四功能單元μ 功早、25、34和44。第五1 力能單Μ卜5包括子功此早兀15、26、35和45。第功沪罝分〗η 〇 2S、36和46。 U此早凡10~6包括子功能單元16、如八圖’可提供額外的完全和/或部分備用功能單元。例弟八”的半導體17Q包括兩個部分備用子功能單元Η — %和彼此H 部分備用子功能單元1G —故和可定位於單元位如圖示）或非臨近的位置。如果完全或部分子功能和/轉\ ^近的位置’開關172在兩個臨近的開關之間開關輸入矛/或輸出。例如，開關174 — 1可你；〇口 _ 出到子功能單元22/U的=子一 Μ開關輸入和/或輸 22、^子9功能單元21和22失效（如陰影所示），到子功能單元2卜 -1 m — / 的輸入口2—1、172-2、172 —3 和 172-4 被開關 174 9C ' 〇 ' .·····和174 一 6右移兩個功能單元。到子功能單元23、24、 ZSi 和 2S2 的輸出 172 — 5、1 79 — β < 1 172 — 6......和 172 —8 被開關 174-7、174 —8......和174~ 12左移兩個功能單元。如果子功能單S 37失效，到子功能單元35、36和37的輸入172 :9、Π2〜10和 172—u 被開關 m—12、m—心 1?4_14和 174 15左移-個功能單元。到子功能單元3Sz、35和％的輸出⑺― 12、172—13和172-14被開關174—16、174—17、174_18和174 —19右移一個功能單元。再配置之後’第-功能單元1Q_ i包括子功能單元Η、23、31 和41。第二功能單元1〇 —2包括子功能單元12、24、32和。第三功能單元10_3包括子功能單元13、％、33和43。第四功能單元 1〇—Ϊ包括子功能單元14、％、34和44。第五功能單元10一5包括子功能單元15、25、3S2和45。第六功能單元10_6包括子功能單元 13 1359546 16、26、35和46。第七功能單元1〇 —7包括子功能單元i7、2? fa 47 〇 36 半導體也可以包括兩個或更多完全和/或部分功能單元，其位於 —端或任何其他位置。在第九圖中，兩個部分備用功能單元ι〇 —匕和10-PS2位於半導H 180的一端。如果子功能單元21和24失效（如陰影所示），開關器件182用備用功能單元1〇 —队和1〇-pS2 功能單元2Si和2S2取代它們。

再配置之後’第-功能單元包括子功能單元HU 和4卜第二功能單元10 —2包括子功能單元12、23、犯和U。第二功能單元1〇-3包括子功能單元13、25、33和43。第四功能單元^ -4包括子功能單元14、26、34和44。第五功能單元1G —5包括子 =能單元15、27、35和45。第六功能單元1G —6包括子功能單元16、 |、36和46。第七功能單元1〇_7包括子功能單元p a 47。 1 現參考第十圖，爲了減少開關器件的複雜性，半導體19〇勺括夕 =關器件’其包括多工器（M) 192 ’該多工器接收？個輸入信號： =到q個輸出信號，其中q小於ρβ例如，p個輸入信號可以被轉換成一個輸出信號。可替換地，這p個輸入信號可以被轉換成兩個或更多個輸出产號。例如，八個输入信號可被轉換成三個輸出信號。在該例中，一個輸入信號不被轉換，例如，在吉比特物理層器件中的高速信號諸如資 =信號。兩個中速信號可以被轉換成一個輸出信號。餘下：：個輸二信號’它們較佳爲“慢”信號，如吉比特物理層中的控制信號，‘以被轉換成一個輸出信號。〜多工分配器（D，demultiplexer) 194接收！ ilJq個輸入作號，且發生P個輸出信號。被多路轉換或分路的輸人和輸出的數目^於丄功M6 通俨的子功此單兀，這些子功能單元和多工器192和多工分配器194 於^通過減少需要被開關的連線的數目，開關器件可以被簡化。示检士、十圖和第十—圖的示例性的實施例顯示多個輸入，這些輸入被轉白夕2信號輪出。基於前述的討論，然而，本領域的技術人員應明夕ϋ的輸出可以包括一個或多個輸出，它們被多路轉換或沒被轉接少例^ ’如果子功能單元21失效，開關器件196-1和196-2連夕=11 192-1和多工分配m3。這爲從子功能單元u送往功能單元22 (其取代不可操作的子魏單元21)的錢建立正向夕工分配|5 192_3與子功能單元U通信。相似地，如果需要也y建立逆向通路。開關器件196— 1#〇 196一2連接多工器HI 和多，分配器194-卜其與子功能單元u通信。如可理解的那樣，示出了正向和逆向k號通路，正向和/或逆向通路可按需要在子功能單元之間使用。如果在子功能單元之間沒有使用正向和逆向通路某些多工器和多路分配器可省略。在失效和再配置之後，第-功能單元丨㈠包括子功能單元n、 2 31和41。第二功能單元1〇_2包括子功能單元12、23、犯和 42。第三功能單幻〇_3包括子功能單元13、&犯和β。第四功能單元1G-4包括子功能單元14、24 ' 3S和44。第五功能單元ι〇 -5包括子功能單元15、25、34和45。第六功能單元w —6包括功能單元16、26、35和46。具有多路轉換開關器件的半導體可包括多個完全或部分備用子功能單it。現參考第十-圖，半導體_包括兩個部分備用子功能單 =10-PS4 1G-PS2。多個完全或部分備用子功能單元不必彼此鄰近安置。開關器# 204至少連接到兩個相鄰的開關。例如，開關器件 20H與開關器件204_2和2〇4一3通信。相似地，開關器㈣ 1359546 - 2與開關為件204- 3和204-4通信。半導體200能夠取代同尹的兩個失效。仃 =，如果子功能單元31和33失效（如陰影所示)，開關器件 2〇被再配置。弟一功能單元包括子功能單元m、 41。第二功能單元10 —2包括子功能單元12、22、34和42。第三功0 能單元H)-3包括子功能單元13、23、35和.第四功能單元— 包括子功能單幻4、24、3Si#〇 44。第五功能單元ι〇_5包功能單元15、25、3&和45。子失效是且獨域分佈於半導體上（這也許是真實不疋^的），如果單個功能單元的成品率（yield)是^，那麼第— IS:'早7品率是Ρ—=Ρ“（子功能單元的面積）/(功能單元的貝。功，早7G的成品率Ps等於每個子功能單元成品率的積。如果P疋功也早疋的成品率，m是工作的功能單元的最小數目，且η等於m加上備用功能單元的數目，則成品率定義如下： ή xl(n-x)! =H8/固功早70 (和備用功能單幻的半導體的成品率爲〇 ,、母固功此單元具有相同的成品率。假定功能單元具有4個子功能單U、B、C和D。如果A、B、c和經歷一次失政，則所有子功能單元作爲—個組被換出（swappedQut)。借助一個備用功能單元，成品率提高至77 5%。 Λ如果功能性模組可以兩組u和B)和/或（C和D)被換出，則成品率等於： yield = f、pAxPe，m，n、乂xp m n、在這侧子t，當失絲度的密度，舰品率提高至 85.6%。 16 1359546 如果功能性模組可以三組被換出（A和B )， C和/或D，則成品率等於： yield — f{pAXpB，m，nyxHpe，m，nK(pD，m，^ 在這個例子巾虽A、B、c和D的失效密度相等時品 88. 6%。 .如果功月b性杈組可以四組被換出A、B、c和/或D，則成品率等於：辦心/(八，叫Χ/(Λ，叫χ/(凡㈣χ/(八㈣在這個例子中，當A、B、CiDD的失效密度相等時，成品率提高至功^可理Γ的那樣’提供—個備用功能單元顯著地提高成品率。將 β 成兩個歧多子魏單元進-步提高成品率，這些子功能 =衡Γ個換出。在某些點，在提高成品率和增加設計複雜性之間求現參考第十二Α圖及第十二Β圖，苴顯锸田认％二;:：·:控Γ始於步驟24。。在㈣242,控制識別出不可；力此早兀的仃和列β在步驟244，控行的數目，且設；tR等於！。在 ^ Ν專於功此早^ 如果是真，難_步_8 ^。1確定R是否等於Ν+卜苴中控制禮；m Γ 果疋假，控制繼續步驟250， /、T役制確疋疋否订RA於或等於—個 (SFU)。如果是假，在步 ” （N.0.)子功能單元如果是真，控制繼續步驟2二: 於兩個不可操作（N.O.)子功能單元（SF疋疋订R包括大於或等全或邻八；…… （ FU)。因爲只提供-個備用* 王或。P刀子功忐早το’如果兩個或更多侑用π 行，在步驟256發出一個錯誤信號。 ’、乍子力月匕早儿在相同的在步驟258，控制設定m等於完全或部分備用功能單元的列數， 17 1359546 且Z等於不可操作的子功能單元的列數。在步驟26 ^驟270 ^如果失效，控制繼續步且 ====驟 278 _Α1，你乂鄱Ζ8ϋ控制增大{^，且控制繼續步驟2 一如果在步驟270 ’ ζ大於m ,控制繼續步驟284，且用開關器件移位元第i個子功能單元到（卜丨）列。在 ' 是否等於in。如果不是，在步驟288控制 ^ ( 1_1) 否則，控制繼續步驟⑽ 制減小^且繼續步驟⑽。 _如本領域的技術人M可理解的那樣，用於取代不可操作的功能單 :和/或子功能單元的相似的演算法可用於半導體執行，該半導體包括兩個或多個完全或部分制功能單元和/或子魏單元。而且，雖然不出了特定的開關佈局，將被使用的特定開關器件將蚊於呈體的 :施例’具體的魏單元和/或子功能單元的細節和其他常規設計標準。多種不同類型的開關器件也可以用於相同的半導體。現參考第十四圖，半導體300包括M個功能單元3〇2 — i、別2 — 2......和(總稱爲302)。Μ個功能單元302令的每一個分別包括第一、第二和第三子功能單元IX、2Χ和3Χ，其中X是在之間的數目帛子功能單元11、^ 2、13......和1Μ分別與第二子功能單元21 22、23......和2Μ通信。第一子功能單元Η也分別與第三子功月匕單元31、32、33......和3M通信。例如’第一子功能單元1χ可包括外。卩類比和/或數位輪入/輸出（I /〇s )，且第三子功能單元犯可包括外部類比和/或數位輸入/輸出（I/Os)。在該例中，第二子功能單元 2X不與第二子功能單元3χ通信。然而，本領域的技術人員將理解第二子功能單元2X可與第三子功能單元3X通信。而且，子功能單元也可按需要增加並連接。 1359546 第一子功能單元IX與半導體300的衰減器3〇4通信，且第三子功能單元3X與半導體剔的衰減器㈣通信。雖然說明於第十:圖 t的示例性的實施例分別包括第一、第二和第三子功能單元ιχ、2χ 和3Χ，在Μ個功能單元3〇2中的每一個中，本領域的技術人員可以理解半導體_的功能Μ3〇2可包括任何數目的子功能單元其以不同的組合通信。當一個子魏單元不可操料，問題産生了 H如果在給定 =能單元3G2 t，第三子功能單s3X是不可操作的，在第一子功此單7G IX和第—子功能單兀2χ之間的信號通路可保持完整。然而，在第-子功能單元IX和第三子功能單元3χ之間的信號通路可保持不 =°因此整個功能單元逝是不可操作的。例如，多槔開關的一個士疋有缺陷的。當-個或多個子功能單元變得不可操作時，有必要關斷子:力能和/或整個功能單元聚，並且用備用子功能和…力能單元現參考第十五圖，8槔半導體314包括九個功能單元316和3. =功能單元⑽和318包括8個功能單元316，其分別與半導體314 和備用的功能單元318的輸入和衰減器卿和奶通信。雖然在這個 :例性貫施例中’示出的備用功能單元川在半導體314的最右邊，備^力能單元318可位於半導體314的最左邊，或在任意兩個功几316之間。

物理蟑段（slice) 316指特定功能單元316中子功能單元U 物理2的分組’它們物理上定位爲—個埠。通常（但非必須）。 ttrr力能單元是垂直地堆疊的。例如，第十五圖中第一物] 埤敫316—1包括子功能單元u、21和31。 =導，314包括具有備用子功能單元1S、2S#。3s的備用功能凡318。I個或多個子功能單元1χ、^和/或3χ不可操作（第 1359546 五圖中以交叉線示出）時，本塞辦沒有示於第十五圖中）可從物理車件（爲了簡單起見，不同物理璋段3丨6的子功卜丰〜弟十五圖令的半導體叫槐^如母個订可包括-個不可操作的子功能單同時伴持8個起作用的邏輯埠段。叶保邏輯蟑段指子功能單元的分組，該 316的輸入衰減器32G路由早70用於從物理蜂段薄奶m 〃號至问一物理槔段加的各個輸出衰減 ^32j。例如，料五圖中的子功能單元13、26和因=十五圖中的第二邏輯卑段包括子功能單元 = :Ι=:Γ可操作的，開關器件從第三物理埠段二的入減益3 20 — 3路由缺Φ楚rm οσ 田乜唬至第四物理埠段316 —4的第一子功的早疋14。因此’第三邏料段包括子功能單元14、㈡和⑽。^ «ί 自物料斷316-1和316-2的衰減11 32(Μ和32()-2的^分 ==理蜂段316-1和316_2的第-子功能單元❹1;: =1 & 316-3 (其包括不可操作的子功能單元13)，來自衰 “Γ-〇4二：°广信號被路由至一個功能單元的右邊與物理琿 -4到316-8和318鄰近。雖然子功能單元以不可操作的，子功能車元23保持可操作。因此，_器件將從能單元14路由至子功沪i开Μ 拘田七就從子功單元IX和m 實施例中，在第—子功能

2 ϋ ^ 單元3X之間的信號通過第二子功能單元2X 〜第―子㈣單元Μ位於可操作的第—子功如，從子功能單元14到子功能單元33的信號通過子功能^ 通過子功能單元26的路由可以在子功能單元別二”，元26連接子功能單元16到子功能單元二= 此早凡26疋不可操作的，從子功能單元16到子功能單元犯的信 20 1359546 ，通過子功能單元26路由。這是在製造期間通過自動從第一子功能單通過信號至同一物理埠段316的第二子功能單元2X至第三子力月b單元3X而實現的。從衰減$ 32〇—3到32〇_8的信號被右移一個力月b單元，衰減器320 — 3到320 — 8和第三物理埠段316 — 3 —致或在第二物理埠段316_ 3的右側。分別在第四，第五，和第六物理皁#又316 4到316- 6的第一和第二子功能單元14和23、15和％，及W和25之間的信號被左移一個功能單元，以避開不可操作的子功能單元26。分別在第四到第八物理埠段316 —4到3i6 —8的第一和第三子功能單元14和33、15和34、16和35、17和36，及18和37 之間的信號被左移-個功能單元。從備用功能單元^到第八輸減器322 — 8的信號被左移一個功能單元。第十五圖中最終的邏輯璋段包括子功能單元u、21和3i ; 12、 22 和 32，· 14、23 和 33 ; 15、24 和 34 ; 16、25 和 35 ; 17、27 和％ . 18、28 和 37 ;以及 is、2S 和 3S。 =考第十六圖，子功能單元15、28和32是不可操作的。在衰減益和第一子功能單元320- 5和16,32〇—6和17,32〇—了和Μ, 以及第五子功能單元316_8和1S之間並通過第八物理淳段加到316-8的信號被右移一個功能單元。在第 … 和25，17和26，以及18和27之間，從第=子^早^ 到3:6-8的信號被左移一個功能單元。在第—和第三二6 減器33到3S及322 — 2到322_8，且通過·;分別到衰 .則-8及備用功能單元318的信號被左移一個功能單=31卜3到第十六圖中最終的邏輯埠段包括子魏單 22和33;13、23和34;14、24和35;16、25和36]7、％和37、 21 U59546 18、27 和 38 ;以及 IS、2S 和 3S。現參考第十七圖，一個示例性的8埠半導體33〇和g個工作埠 332—1到332—9 —起製造。可以不用第九埠332_ 9的衰減器334 二9和336— 9。而且分別在第一或第九物理埠段332—i和332— 9的個或多個開關器件X— t和χ—9可不用，因爲沒有鄰近的璋可供切換。埠332的每一個包括功能單元332，該功能單元332分別具有第 —第一和第二子功能單元1X、2X和3X。在衰減器334和半導體330 ，第子功旎單元IX之間的第一開關器件338從衰減器334路由信號至邠近物理埠段332的第一子功能單元ιχ，或從鄰近物理埠段332 的第一子功能單元U路由信號至衰減器334。卜位於第一和第二子功能單元1X和2X之間的第二開關器件340從第二子功能單元2X路由信號至第—子功能單元ιχ，或從第—子功能單元π路由錢至第二子魏單元於第三和第三子魏單元2χ 和3Χ之間的第三開關器件342，從第一子功能單元ιχ路由信號至第三子功能單元3Χ，或從第三子功能單元3χ路由信號至第一子功能單 7L IX。如上所述，從第一子功能單元ιχ到第三子功能單元狀的信號344通過物理淳段的第二子功能單元2χ路由，該物理棒段具有可操作的第一子功能第一 IX。在第三子功能單元3Χ和衰減器336之間的第四開關346從第三子功能單路由信號至衰減器336，或從衰減器咖路由信號至第三子功能單7G 3Χ。在示例性實施例中，在每個物理埠段3犯，和在每個子功能單元U與2Χ，及2Χ與3Χ，及輪入和/或輸出淳334和 IX’及3Χ和336之間，有兩個開關器件β這提供了雙向信號傳輸。在示例性實施例令，單個開關器件338、340、342和346中每-個都是多工器開關，其從兩個或更多不同信號輸入中選擇輸出。例如，且有在第二和第三子功能單元23和33之間向下信號流的開關器謂 22 1359546 個路由輸二從子功能單元i2、13和14，的- 現參考第十八圖，進-步詳細說明示例性的3槔半導體脱且有二個功能單元挪―1到356 —3和備用功能單元358。通t的開關器件删―2和咖―3從衰減器_由信 :二目蜂段356的第一子功能單元ιχ，該向下信號通路位元U和衰減器362之間。例如，在第二物理蜂段挪八有向下的信號通路的開關器件刻—2，可從第—物理淳段減6—^的-個輸入衰減器3^，或第二物理槔段35卜2的輸入衰 η/Γ 信號至第二物理棒段356 — 2的第一子功能單元12。 L號被類似地在相反的方向上路由。一具有向下的信號通路的開關器件364—t到364_3和364_諸一個第一子功能單元IX路由信號至同一物理埠段356的第二子功能皁元2X，該向下的信號通路位於第一子功能單元ιχ和第二子功能= 二2Χ之間。例如’在第二物理埠段356 — 2内具有向下的信號通路的開關器件綱-2’可從子功能單元u、12、和13中的一個輸出信號至子功能單元22。信號被類似地在相反的方向上路由。具有向下的信號通路的開關器件366—!到366_3和366_3從個第一子功能單元1 x路由信號至同一物理埠段356的第三子功能單凡3X，該向下的信號通路位於第二子功能單元以和第三子功能單元3Χ之間。例如，在第二物理崞段356_2内具有向下的信號通^的開關器件366 — 2,可從子功能單元〖1、12和13中的—個輸出信號至子功能單元32。信號被類似地在相反的方向上路由。具有向下的信號通路的開關器件368— 1到368 — 3從一個第三子功月b單元3Χ路由信號至同一物理埠段356的輸出衰減器370，該向下的信號通路位於第三子功能單元3X和衰減器37〇之間。例如，在 23 1359546 ，早356_2内具有向下的信號通路的開關器件368 — 2，可此早几32和33中的任何"個輸出信號至同—物理埠段的輸出农減β 370- 2。信號被類似地在相反的方向上路由。 QQn現參考第十九圖，進一步詳細說明示例性的開關器件378和 380’它們分別位於第—和第二子功能單元ιχ#π 2χ之間且分別在弟一和第三子功能單元以和狀之間。開關器件378和剔包括多工器開關’其選擇性地輸出四個輸人信號中的—個。第十九圖說明的多工器37“口 380是四合一（4_t〇_n多工器，其被第一和第二控制信號NE_SW和NW_SE ,及SW_NE和SE—NW控制，下面將對它們作進一步的詳細說明。雖然示出了四合一多工器，三合一，二合一和/或m 合一（其中Μ是整數）多工器可根據所需的輸入數目而被採用。在每個具有向下的信號流的多工器開關378令，“丨，，輸入從子功能單元IX接收輸出信號，該子功能單元lx在左邊臨近的物理埠段 382。“0”輸入從當前物理埠段382的子功能單元^接收輸出信號。 2輸入從子功能單元1X接收輸出信號，該子功能單元1 χ在右邊臨近的物理埠段382。因爲每個多工器開關378和38〇在三個信號間選擇，該三個信號來自子功能單元IX或2χ，“3”輸入連接到地且不用。這些信號被類似地在相反的方向路由。而且，雖然示出的多工器開關378和380分別位於第一和第二子功能單元1X和2χ之間，在第二和第三子功能單元2X及3X之間的多工器開關分別被類似地連接。現參考第二十圖，進一步詳細說明開關器件390和392，它們位於半導體396的第一子功能單元IX和衰減器394之間。所說明的具有向下的信號流的開關器件390是多工器開關，且所說明的具有向上的信號流的開關器件392是雙開關。每個類型的開關器件390或392 可單獨使用，或取代392或390中的另一個使用。多工器開關390是 24 1359546 二合一多工器，其基於控制信號MUX_CR輸出兩個輸入信號中的— 個。“0”輸入接收來自同一物理埠段397的輸入衰減器394的輸出信號。“Γ輸入接收來自左邊鄰近物理埠段397的輸入衰減器394 的輸出信號。雙開關392包括第一和第二開關398和4〇〇，它們基於第—和第二控制信號MUX—ST和MUX一CR，合作輸出來自第—子功能單元1χ的信號至一個衰減器394。例如，第二物理璋段397_2的雙開關392 一2，通過開通第一開關398 — 2，將信號從子功能單元12指向同一物理埠段397- 2中的輸入衰減器394_ 2，或通過開通第二開關4〇〇 2，將彳§號從子功能單元12指向左邊鄰近的物理埠段397—1的輸出衰減器294— 1。第一和第二開關398和4〇〇中只有一個在任何時間都開通，且兩個開關398和400通常不在同一時間斷開。現參考第二十-圖，表包括用於第二十圖令的開關器件39〇和 392的控制仏號組合。當各控制信號設爲高電平時，開關器件3⑽和 4〇〇開，通，當各控制信號設爲低電平時，開關器件398和4〇〇斷開。對於第二十圖中的具有向上的信號流的雙開關392，當MUX_ST設爲高電=時，第一開關398開通β根據該表，.當MUX_ST設爲高電平時’一，來自第一子功能單元1χ的信號被路由到同一物理埠段的各衰減益394。當MUX_CR設爲高電平時，第二開關4〇〇開通。根據該表， $ MUX—CR設爲高電平時，來自第一子功能單元1χ的信號被路由至左鄰近物理埠段397的衰減器394。當MUX—ST和MUX_CR爲零時，資料不路由至衰減器394。當眶_ST和MUX_CR都設爲高電平. 一個不用的組合。現參考第二十二圖，詳細說明了位於第三子功能單元3χ和半孝體巧的衰減器410之間的開關器件權。如同第二十圖中具有向 L说机的開關益件，第二十二圖中具有向下的信號流的開關器^ 25 比 9546 408是雙開關。第-和第二開關412和414分別基於第一和第二控制信號^LST和瞧_〇^合作路由信號至衰減器41〇，該信號是第三子功能單7L 3X輸出的。第二十—圖中的控制信號組合也用於第二十二 =中的雙開關408的控制信號刖[灯和MUX_CRe在第二十圖中，sw 是三態緩衝ϋ ’其用於路由數位信號，其t信號方向是單向的。在圖 22中，SW是CMOS開關，其用於通過雙向類比信號。當MUX一ST設定爲高電平時，第一開關412開通，且來自第三子功能單το 3X的信號被路由到同一物理埠段397的各個衰減器41〇〇 =MUX_CR設定爲高電平時’第二開關414開通，且來自第三子功能單元3X的信號路由到左邊臨近的物理埠段397的衰減器41(^雖然僅八有向下的彳g號流的開關器件408在第二十二圖中進行了說明’也可存在具有向上的信號流的開關器件的相似的佈局。而且，雙開關 408可用多工器開關取代。現參考第二十三A圖，系統包括自動的測試裝置（ΑΤΕ) "ο、雷射器422和具有整流電路424的自修復半導體423,保險電路（fuse circuit) 426和子功能單元以及開關器件（總稱爲428)。在測試模式時，ATE 420測試子功能單元，並識別不可操作子功能單元（如果有）。ATE 420輸出右故障的子功能單元的位址至雷射器422，其産生或斷開保險電路426中的相應的保險絲。在標準模式時，整流電路 424用保險電路426來配置開關器件，下面將進行描述。現參考第二十二B圖，說明了整流電路424。在測試過程之後，雷射器422可使半導體423上保險電路426中的零個，一個或多個保險絲停用（deactivate)，這設定TRIMJM言號的值。“*，，是子功能的占位付。換句話說，如果每個功能單元有三個子功能，將有 TRIM—P1、TRIM_P2和TRIM_P3三個信號。解碼模組436的輸入接收 TRIM—*信號^ TRIM_*信號是來自保險電路426的η位元寬的信號。解 26 1359546 碼板組436將TRIM、*信號轉換爲二進位的值其在〇和8之間。每個二進位值相應於半導體86上的一個物理埠段 (假定是一個8埠半導體）。第一多工器開關438的第一和第二輸入接收二進位值。輸入衰減益故佳具有下拉電阻器以確保DIS_FUSE信號被缺省設定爲低電平。在常規操作中，DIS_FUSE信號被設定爲低電平以便整流的炫斷值決定半導體上的有源組。然、而，在測試過程中

，DIS—FUSE 信號被設定爲高電平，以便整流電路424可利用一個或多個移位寄存器，從而以不同的方式將資料發送到半導體86上，以探測不可操作的子功能和/或功能單元92。第一多工器開關438的第二控制信號被缺省設定爲高電平。因此當DIS—FUSE信號被設定爲低電平時，第—多工器開關438從解碼模組436輸出二進位值。TRIM一*信號的二進位解碼也簡化ΤΚΙΜ-*信號值的映射。映射模組440以一種方式映射TRIMj(c信號的值，該方式是統計地最小化保險絲的數目，且雷射器被要求停用以便半導體86 才:ic要求^作。第一多工器開關438的輸出也傳輸到寄存器，玆審在努可被管理介面讀取。 X ° » _自動測試裝置（ATE)識別出半導體86 t的子功能和/或功能單 =92’該半導體86沒有缺陷。爲了滿意地測試半導體86的類比部刀：半導體86上的子功能單元92佈局形成不同的邏輯埠段。因爲具 =射器的停㈣保險絲是永久的，有必要形成多種在保險電路428 ’又有彳τ用保險絲的邏輯埠段，以測試半導體86的集成产。的幾nr器444被用於最小化遇到的移位元器邏輯中製造缺陷在TCm 號爲移位寄存器444提供時鐘信號。移位寄存器抱旒的上升邊計時》資料從TDI信號移位元到移位 :。移位寄存器動括這樣的資料，其位元數爲丨加上=44 車乂大者。因爲TDI信魏被輪入到第三多工器開關44&，⑽信號通常 27

單元92的移位寄存器444同時載入來自TDI信號的資料在旁路模式中，第一第二多工器開關442，該射模組440也被繞過。A1 一多工器開關438被繞過，且p位元被輸入到該P位元是移位寄夺器444的輸出。因此，映 AND閘極448的輸出由dis_FUSE信號和一個

南電平信號確定。與（AND)閘極448的輸出是用於第二多卫器開關 I42:的控制信號。在旁路模式中’ tms信號被設定爲高電平。因此， :貝料從SJ信號中輪人到移位寄存器444中。旁路模式在映射模組 40有缺陷時使用。自近物理崞段的移位寄存_ 444被連接到菊花鍵 daisy Chain)中，以便第n個移位寄存器444的輸出被第（N+i)th 在測試過程中，利用管理介面再配置邏輯埠段是有用的。在這種情形中，管理介面利用可寫寄存器45〇β可寫寄存器45〇接收trst k號作爲重定信號。第一多工器開關438的輸入接收來自可寫寄存器 45〇的η位寬的輸出。在這種情形中，DIS—FUSEMf號被設定爲高電平， X便第—多工器開關438的輸入被選擇，該第一多工器開關438接收 ^自可寫寄存器450的輸出。在DIS_FUSE.信號被設定爲高電平時，可寫寄存器450控制是否配置資料由可寫寄存器45〇或保險電路4別中的保險絲發生。 “現參考第二十四圖，其是總結了映射方案的表，該映射方案由解碼杈組436執行。解碼模組436映射TRIMJM言號的值至相應的SKIp木 28 1359546 值，SKIP一*值指疋物理璋段。（韦險絲變換以一種方式執行，該方式可最小化用於期望的操作的被停用的保險絲的數目。如果—個保險絲沒被停用，則TRIM[3:G]值被假㈣零，如果__個鎌絲被停用，則TRIM[3:〇]值被假定爲…未用的TRIM[3:G]組合也被映射到二進位值，以便存在誤操作時避免不定性。第二十四圖中未用的組合的映射最小化所需的映射邏輯。當ate被使用時，SKIP[3:0]值由來自移位寄存器444令的資料的移位70産生H當使用雷射器去停用保險絲時，較佳使用解碼的TRIM[3.0]值·»當沒有探測到不可操作子功能單元92時禁能借用功能單元是最有效的。因此，當值TRIM[3:Q]等於刚Q時淳8 被選爲禁料。然而’在這種情形下，實際沒有保險絲被停用。現參考第二十五圖’爲半導體86上的第_、第二和第三子功能單元，結了整㈣號的表。第—子功能單元與模組ρι通信第二子功月b單7L與模組P2通信，且第三子功能單元與模組P3通信。根據第二十四圖中=表，給定的TRIM_PX [3:0]值有相應的SKIP_PX [3:0]。現參考第二十六圖，半導體86上所有埠具有硬連線的輸入信號 P0RT_SL ICE [ 3.0 ]。PORT一SLICE [ 3:0 ]的值在〇和 g 之間，且識別具體的物理槔段數目。因爲SKIPjfc信號的值識別不可操作子功能單元犯的物理埠&數目’比較簡T—SLICE[3:0]和SKIp—*以確定邏輯璋段局。第一十，、圖中的等式確定半導體86上的控制信號的值半導體 86上的控制信號包括用於開關器件的控制信號。NE_sw、腳_邠、sw_ne 和SE一NW控制信號確定多工器開關378和38〇如何操作多工器開關 378和380分別在第十九圖中的第一和第二子功能單元ιχ與2χ，和第一與第三子功能單元丨又與3Χ之間。肘叮^控制信號確定多工器開關390和雙開關392如何操作，多工器開關390和雙開關392分別在 29 1359546 第二十圖和第二十二圖中的第一子功能單元和衰減器IX及394,第三子功能單元和衰減器3X及410之間。現參考第二十七圖，控制信號MUX_ST和MUX_CR的值是通過比較一 SKIPJ^ PORT_SLICE 值確定的。例如，當 SKIP_*小於 PORT_SLICE 時，分別在第一子功能單元和衰減器IX及394之間的開關器件.390 和392路由來自第一子功能單元IX的信號至左邊臨近的物理埠段 397。類似地，分別在第三子功能單元和衰減器3X及410之間的開關器件408路由來自第三子功能單元3X的信號至左邊臨近的物理埠段 397。對在相反方向傳送的信號來說移位元方向被倒逆。而且，當 SKIP_*大於PORT_SLICE時，信號不轉向。現參考第二十八圖，控制信號NE_SW和NW_SE的值由比較 SKIP_TOP及SKIP_BOT與PORT_SLICE的值而確定。第二十八圖中的表爲多工器開關378確定控制信號，該多工器開關378分別位於第一和第二子功能單元IX與2X，及第二和第三子功能單元2X與3X之間，且具有向下的信號流。多工器開關378在第一和第二子功能單元IX 與2X之間路由信號，如第十九圖所示，也在第一和第三子功能單元 IX與3X之間路由信號。例如，當NE_SW等於零時，且當NW_SE等於 1時，來自左邊臨近的物理埠段382中的子功能單元IX的信號被路由至在當前物理埠段382中的子功能單元2X。現參考第二十九圖，控制信號SE_NW和SW_NE的值是通過比較 SKIP_TOP和SKIP_BOT與PORT_SLICE的值確定的。第二十九圖中的表爲多工器開關380確定控制信號，該多工器開關380具有向上的信號流，其分別位於第一和第二子功能單元IX和2X之間，且分別位於第二和第三子功能單元2X和3X之間。多工器開關380在第二和第一子功能單元2X和IX之間路由信號，如第十九圖中的那樣，且也在第三和第一子功能單元3X和IX之間路由信號。例如，當SE_NW等於1， 30 1359546 且當SW_NE等於0時，來自在右邊臨近的物理埠段382中的子功能單元2Χ的信號被路由至在當前物理埠段382中的子功能單元IX。現參考第三十樹，第三十圖示出一個示例性移位寄存器實施例。每個物理埠段包括移位寄存器458和多工器開關460。所有多工器開關460的第一輸入接收TDI信號。所有多工器開關460的第二輸入接收來自前述移位寄存器458的輸出。在直接模式中，所有寄存器458 被同時載入TDI信號。要求有十三位元配置移位寄存器458，其包括十二個整流位元和一個控制位元。然而，在一個示例性實施例中，移位寄存器458是十五位寄存器，因此，每個移位寄存器458的上兩位 (upper two bits)在直接模式中不用。本領域的技術人員可以從前面的說明書中理解本發明廣泛的教導可以多種形式執行。因此，雖然本發明是結合具體例子說明的，本發明的實際保護範圍不應因此被限制，因爲其他改變在研究了本發明的附圖，說明書和申請專利範圍的基礎上，對本領域技術人員而言是顯而易見的。 31 1359546 【圖式簡單說明】本發明將通過詳細的說明書和附圖而易於被全面地理解，其中：第一圖是一個根據現有技術的半導體功能方塊圖，該半導體包括夕個功能單元，每個功能單元都有子功能單元；第一圖是根據現有技術，示例性功能單元的功能方塊圖，其中功能單元用於吉比特的物理層器件；第二A圖是晶片上（on-chip)控制器的功能方塊圖，該控制器命令開關器件且可選地包括測試/錯誤探測電路；第二B圖是晶片外（off—chip)控制器的功能方塊圖，其命令開關器件並可選地包括測試/錯誤探測電路；第四圖是根據本發明的第一個示例的自修復半導體的功能方塊，，該自修復半導體包括備用的功能單元，該備用的功能單元取代不可操作（non-operable)的功能單元；第五圖是根據本發明的第二個示例的自修復半導體的功能方塊圖，忒自修復性半導體具有備用功能單元，該備用功能單元取代一個或多個不可操作的子功能單元；第六圖是根據本發明的第三個示例的自修復半導體的功能方塊圖，該自修復半導體包括備用功能單元，該備用功能單元位於一端；第七圖是根據本發明的第四個示例的自修復半導體的功能方塊圖，該自修復半導體包括—個部分備用功能單元；第八圖是根據本發明的第五個示例的自修復半導體的功能方塊圖’該自修復半導體包括位於中間的兩個部分備用功能單元；第九圖是根擔：本發明的第六個示例的自修復半導體的功能方塊圖’該自修復半導體包括位於—端的兩個部分備用的功能單元；第十圖是根據本發明的第七個示例的自修復半導體的功能方塊圖，該自修復半導體包括部分備用功能單元和多王（multiplexed) 32 1359546 開關器件；第十一圖是根據本發明的第八個示例的自修復半導體的功能方塊圖，該自修復半導體包括多個功能單元，每個功能單元都有子功能單元，兩個部分備用功能單元和多工開關器件；弟十一圖疋5尤明用單個備用功能單元中的子功能單元取代不可操作的子功能單元的步驟的流程圖；第十二圖是求和節點開關（summing n〇de switch)的例子；第十四圖是現有技術的半導體的功能方塊圖，該半導體包括具有與其通信的第一和第二子功能單元的功能單元，和與其通信的第一和第三子功能單元；卢、> 第十五圖疋根據本發明的第一個示例性八埠（eight_P〇rt)自修 ^導體功能方塊圖，該自修復半導體包括備用功能單元該備用功说早林代-個或多個不可操作（inQperabie)子功能單元；第十六圖是第二個示例的人琿自修復半導體的功能方塊圖，該自 =半導體包括備用功能單元，該備用功能單元取代一個或多個不可操作子功能單元；第十七圖說明-個根據本發明的半導體，其包括具有第―，第二第:個：：能單元的功能單元，開關器件，輸入和輸出衰減器 (P如），和在子功能單元之間建立的信號通路；括備是示例的三埠自修復半導體的功能方塊圖，該半導體包出衰減器之間；在子功月匕早疋，輸入哀減器，和輸復半第導十ιΜ自/復半導體的三個功能單元的功能_，該自修设牛V體包括在各個第一和第- " (㈣plexer)開關器件；第—子功月W元之間的多工器第二十圖是自修復半導體的三個功能單元的功能方塊圖，該自修 33 1359546 復半導體包括在各個第一子功能單元和輸入衰減器之間的多工雙開關的開關器件； ° 第二十一圖是一個表，其說明用於開關器件的控制信號組合些開關器件在各個第—子功能單元和輸人衰減器之間，且在各個第三子功能單元和輸出衰減器之間； — —第二十二圖是自修復半導制三個功能單_功能方塊圖，該自修復半導體包括在各個第三子功能單元和輸出衰減器之間的雙的開關器件；第一十二A圖和第二十2 B圖是一個系統的功能方塊圖，該系統用於分別定位不可操作的子功能單元和整流電路；，第二十四圖是一個表，該表根據本發明說明用於自修復半導體的半導體效驗卫藝（verifieatlQn pr。⑽s)中的保險絲變換（【咖 mapping)；第二十五圖是一個表，該表說明用於識別在功能單元中的不可操作的子功能單元的整流信號；第二十六圖是一個表，該表說明用於爲自修復半導體中的開關器件確定控制信號值的功能；〇第一十七圖是一個表，該表說明基於SKIP_*和P0RT_SLICE信號，在子功能單元和輸入和/或輸出衰減器之間的信號流，及開關器件控制信號的值；第二十八圖是一個表，其說明基於SKIP_T0P、SKIP_B0T和 PORT—SLICE信號，在第一和第二子功能單元之間與第一和第三子功能單το之間向下的信號流，和開關器件控制信號的值；第二十九圖是一個表’其說明基於SKIp_T〇p、sKIP_B0T和 PORT—SLICE仏號，在第三和第一子功能單元之間，與第二和第一子功能單元之間向上的信號流，和開關器件控制信號的值； 34 1359546 第三十圖是用於功能單元的移位寄存器的功能方塊圖，該功能單元用於校驗子功能單元之間和子功能單元與輸入和/或輸出衰減器之間的信號通路。【主要元件符號說明】 10,10-1, 10-2,10-3,....,10-M …-功能單元 11,21,31, :·.·，Ν1-…子功能單元 12, 22, 23，..··，Ν2…-子功能單元 13, 23, 33,....,Ν3-…子功能單元 1Μ, 2Μ, 3Μ,...., ΝΜ-…子功能單元 70-…物理層器件 74, 76, 78, 80, 84子功能單元 86-…半導體 88—控制益 90-…開關器件 92-…子功能單元 94-…測試或錯誤識別電路 96—控制益 98…-記憶體 10-S, 10-PS—--備用功能單元 10-PS,, 10-PS2-…備用子功能單元 92-1, 92-2, 92-3, 92-4, 92-5, 92-6----輸入 94-1, 94-2, 94-3, 94-4, 94-5, 94-6, 94-7, 94-8----開關 1S，2S，3S，4S-—子功能單元 100----半導體 104-—開關器件 104-1，104-2,104-3, 104-4, 104-5, 104-6, 104-7, 104-8, 104-9, 104-10， 104-11, 104-12, 104-13, 104-14, 104-15----開關 35 1359546 106-1，106-2, 106-3----輸入 106-4, 106-5, 106-6, 106-7, 106-8, 106-9, 106-10, 106-11，106-12 …- 輸出 120-1，120-2, ··.·., 120-6, 120-7, 120-8,....,120-12-…輸入 124-1, 124-2, ·····, 124-7, 124-8, 124-9,...,124-14----開關 150, 160, 170-…半導體 172…-開關 172-1, 172-2, 172-3, 172-4, 172-5, 172-6, 172-8, 172-7, 172-9, 172-10, 172-11, 172-12, 172-13, 172-14----輸入 174-1, 174-2,174-6, 174-7, 174-8, 174-12, 174-13, 174-14, 174-15 —開關 180, 190,200-…半導體 182…-開關器件 192, 192-1, 192-2, 192-3, 192-4----多工器 194, 194-…多工分配器 196, 196-2-…開關器件 204, 204-1，204-2, 204-3, 204-4開關器件 300,314,330----半導體 302, 302-1, 302-2,...., 302M-…功能單元 304,306…-衰減器 316…-物理埠段 318…-備用功能單元 320,322…-衰減器 332-1-332-9----工作埠 334, 334-9, 336-9衰減器 338…-第一開關器件 340-…第二開關器件 342-…第三開關器件 36 1359546 346-—第四開關器件 3 54-…半導體 356-1,356-2,356-3----功能單元 358-—備用功能單元 362-2—--衰減器 460…-多工器開關 364-1，364-2,364-3, 364-S----開關器件 368-1，368-2, 368-3—開關器件 370-—衰減器 378, 380, 390, 392-…開關器件 392-—雙開關 396…-半導體 394…-衰減器 398-…第一開關 4〇〇…-第二開關 408-…開關器件 410-—衰減器 412-—第一開關器件 414—--第二開關器件 420-…測試裝置 422- …雷射器 423- …自修復半導體 424- …整流電流 426…-保險絲 428-…開關器件 436—解碼模組 438-…第一多工器開關 440——映射模組 442…-第二多工器開關 37 1359546 444-…移位寄存器 446-…第三多工器開關 448…-AND開關 450-…寄存器 458-…移位寄存器

Claims

1359546 年月5修(更)正替換頁赃 1. 二-- 十、申請專利範圍： 1、一種自修復半導體，其包括：第一功能單元，該第一功能單元包括第一、第二和第三子功能單元，這些子功能單元合作執行第一功能，其中所述第一子功能單元與所述第二子功能單元在一第一信號路徑通信，並且在通過所述第二子功能單元的一第二信號路徑與所述第三子功能單元通信；第一備用功能單元，其包括第一、第二和第三子功能單元，其中所述第一功能單元的所述第一、第二和第三子功能單元，以及所述第一備用功能單元分別是功能上可交換的；以及開關器件，其與所述第一功能單元的所述第一、第二和第三子功能單元及所述第一備用功能單元通信，並且當所述第一功能單元的所述第一、第二和第三子功能單元中的至少一個不可操作時，所述開關器件用所述第一備用功能單元的所述第一、第二和第三子功能單元中的至少一個，取代所述第一功能單元的所述第一、第二和第三子功能單元中的至少一個。 2、如申請專利範圍第1項所述的自修復半導體，其進一步包括一控制器，該控制器識別所述自修復半導體上的至少一個不可操作子功能單元，並且其爲配置所述開關器件産生·配置資料以取代所述至少一個不可操作子功能單元。 3、如申請專利範圍第2項所述的自修復半導體，其中所述控制器位於所述自修復半導體上。 4、如申請專利範圍第2項所述的自修復半導體，其中所述控制器遠離所述自修復半導體定位，並且進一步包括記憶體，該記憶體位 39 1359546 年、月11修(更)正替換頁I · 於所述自修復半導體上，以便爲所述開_器件存儲所述配置資料。处5。。、如申請專利範圍第丨項所述的自修復半導體，其中所逮第一月b單元和所述第一備用功能單元被佈，列中，並且所述第一功能單元的所述第一、第二==能單疋和所述第—制功能單元佈置在其他的行和列中。 -6 =中請專利範圍第1項所述的自修復半導體，其進一步包括 ^力月b單7L ’該第二功能單元包括第―、第二和第三子功能單元，第I第二功能單元的所述第—第二和第三子功能單元分可父換的，並且其中所述第—備用功能單元位於所述第一個。一功能單元之間’並且臨近所述第—或所述第二功能單元中的- 二如申請專利範圍第6項所述的自修復半導體，其中所述第一所述第一備用功能單元佈置在所述自修復半導體的第-、第二和第並：所述第一、第二和所述第-備用功能單元的所述第一子功能單元佈置在其他的行和列中。輸出所述y個輸人中的工"，其接收y個輸入，並且選擇性地器接l、來8嫩的_半導體，其中所述多工能單元功能上可交換": 功能早70的輸出信號，並且這些子功 £ 器件請專利範圍第1項所述的自修復半導體，其中所述開關於第一和第括開關，它們接收輸人，並且分別基、第一控制抬號選擇性輸出所述輸入。入是^二範圍/ 1〇項所述的自修復半導體，其中所述輸信號。a ^半^體的子功能單元和衰減器中的-個的輸出写件1勺2括2請專利範圍第i項所述的自修復半導體，其中所述開關 » h括類比開關器件和數位開關器件中的至少一個。比開:==β項所述的自修復半導體，一一功1 能A單自純半㈣，❹在所述第 .« . 備用力此早兀中至少一個的所述第一和第二 =:能二:r述第一功能單元— 乂個的所述第二子功能單元路由的。個1=請專利範圍第1項所述的自修復半導體，其進—步包括一個或多個額外的備用功能單元。，匕括 16、一種自修復半導體系統，其包括：一個自修復半導體’該自修復半導體包括： Μ個功能單it，其執行—個功能，其中㈤； 1359546 i00年u月制更〉止替換頁 N個備用功能單元，其執行所述功能，並且可與所述Μ個功能單元交換，其中Ν21 ;以及 ^開關器件，其與所述Μ個功能單元和所述Ν個備用功能單元通钍，並且當所述Μ個功能單元中的所述一個不可操作時，其選擇性地用所述Ν個備用功能單元中的一個取代所述11個功能單元中的一個；一個自動測試裝置； ’ 一個保險電路，其與所述自修復半導體相關聯，該保險電路包括多個保險絲，其選擇性地存儲至少一個不可操作功能單元的位置；以及. 一個整流電路，其與所述自修復半導體相關聯，所述整流電路與所述自動測試裝置和所述保險電路連接。 17如申凊專利範圍第16項所述的系統，其中所述整流電路具有常規和測試模式。〃 18、如中請專利範圍帛17項所述的系統，其中，所述整流電路允許所述自動測試裝置在所述測試模式期間，越過所述缝電路，以選擇和測試所述功能單元》 19、如f請專利範圍第18項所述的“，其中，在所述常規模式期間，所述開關器件是基於所述至少-個不可操作的功能單元的所述位置，選擇性地配置的。 20、一種自修復半導體，其包括： Μ個功能單元，每一個所述功能單元都包括第一、第二和第二子功能單元’其中所述Μ個功能單元中的每—個執行相同的功能^中 42 1359546 Lf1月j修(吏)正替換頁 ' Μ大於或等於1，其中所述第一、第二和第三子功能單元中每一個相 · 應的子功能單元執行相同的功能，並且其中所述第一子功能單元相應的子功能單元與所述第二子功能單元相應的子功能單元在各個的第 _ 一通信路徑通信，並且與所述第三子功能單元相應的子功能單元在穿過所述第二子功能單元的各個第二通信路徑通信； . 第一備用功能單元，其包括X個子功能單元，其中X大於或等於 1，並且其中所述第一備用功能單元的所述X個子功能單元與所述Μ 個功能單元的相應子功能單元功能上可交換；以及多個開關器件，當所述Μ個功能單元中的所述第一、第二和第三子 ® 功能單元不可操作時，其用所述X個子功能單元中的至少一個取代所述Μ個功能單元中的所述第一、第二和第三子功能單元中的至少一個。 43