JPH04352354A - Wsiチップのlsiコンポーネント - Google Patents

Wsiチップのlsiコンポーネント

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JPH04352354A
JPH04352354A JP3124360A JP12436091A JPH04352354A JP H04352354 A JPH04352354 A JP H04352354A JP 3124360 A JP3124360 A JP 3124360A JP 12436091 A JP12436091 A JP 12436091A JP H04352354 A JPH04352354 A JP H04352354A
Authority
JP
Japan
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lsi
wsi
chip
components
circuits
Prior art date
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Pending
Application number
JP3124360A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunori Watabe
康範 渡部
Yukio Murakami
村上 幸男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Corp
NEC Engineering Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, NEC Engineering Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP3124360A priority Critical patent/JPH04352354A/ja
Publication of JPH04352354A publication Critical patent/JPH04352354A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハ・スケール・
インテグレーション(Wafer  Scale  I
ntegration:以下WSIと言う)技術におけ
るLSIコンポーネントの形状に関する。
【0002】
【従来の技術】WSI  chipは、トランジスタ基
本構成回路、ROM,RAM等のメモリ回路を複数接続
した、繰返し論理回路やメモリ回路を含むコンポーネン
トを1枚のウェーハに大規模に回路集積化し、各列間に
配線領域を設け、配線遅延と言う好ましくないマイナス
効果を少しでも減らし、マスク・パターンプリント設計
を用いたLSI製造による組立工数を低減させるもので
ある。
【0003】従来のWSI  chipは、図3に示す
ように円形ウェーハ3に正方形コンポーネント4が列状
に配列され、列間に配線領域が設けられている。
【0004】正方形コンポーネント4には、図4に示す
ように、基本セル2が配列されている。
【0005】このような正方形LSIコンポーネントで
は、図5,図6に示すように、LSIコンポーネント間
の接続は、線状接続,直交接続の2通りしかなく、1方
向又は2方向対称線配列のみであり、1入出力しか行え
ない問題が生じる。
【0006】又、ウェーハ3が円形であり(結晶方向性
を確認する為、一方向をカットして底辺としている場合
がある)、図4に示すように正方形コンポーネントでは
未配用セル5が発生し、無駄になる部分があった。又、
正方形LSIコンポーネントでは、WSI  chip
同士の入出力を掌る境界プロセッサとなるはずの境界領
域でのコンポーネントの配置状態によっては、配線の長
さが長くなってしまい、どうしても、入出力信号の遅延
と言うマイナス効果の問題が生じてくる。なお、正方形
コンポーネントでprocessor  gate  
arrayが構成されたWSI  chip−WSI 
 chip同士の接続は、ウェーハ単位の接続であり、
隣接WSIプロセッサ間同士の信号の入出力構成は、プ
ロセッサゲートアレイの境界にある為、境界プロセッサ
が未配用セルであったり、正方形LSIコンポーネント
のプロセッサのネットワークは、一方向あるいは二方向
対称接続のみである為、隣接プロセッサ間での入出力デ
ータ操作が不可能となる問題を生じる。
【0007】さらに、境界プロセッサ同士の接続点であ
るパスを通して、ホストメモリへデータを送り出す為の
境界プロセッサの出力が無視され、結果として、対応す
る出力線が省略されることになる。
【0008】本発明の目的は、上述のような問題点を解
決したWSI  chipのLSIコンポーネントを提
供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、このようなLSIコ
ンポーネントを有するWSIチップを提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】LSIチップの延長上に
位置するモノリシックWSI  chipにおいては、
トランジスタ(MOSFET)基本構成セル回路、RO
M,RAM等のメモリ回路を0.5μmルールCMOS
  channelless  gate  arra
y微細化製造技術で複数接続し、繰返し論理回路やメモ
リ回路に適した各セルを含む正六角形状コンポーネント
を1枚のウェーハに大規模集積化し、構成単位である正
六角形状LSIコンポーネントのLSIマスクパターン
の繰返しプリント設計VLSI製造により造られる。そ
こで未配線部を残して必要素子をすでに設定したFPR
OM構成のマスタスライスをコンピュータでプログラム
どうりに正六角形状VLSIコンポーネントブロックを
拡張構成するモノリシックWSIchipが達成され又
、スタンダードブロック・ビルディング正六角形状LS
Iコンポーネント方式ではその各機能VLSIコンポー
ネントブロック列間にはすでに配線領域を設けてあるた
め、FPGAプログラム操作により繰返し配列の正六角
形状VLSIコンポーネントブロックゲートアレイが構
成されてくる。
【0011】本発明のモノリシックWSI  chip
の基本構成である正六角形状LSIコンポーネントは、
正六角形接続配置することで、完全対称で3方向に対称
性を持つ配列構成のWSI  chipとなる。WSI
  chip−WSI  chip間の情報伝達伝送は
、WSI  chipの境界領域に位置する隣接プロセ
ッサが、接続交点パスを通して外部ホストメモリとの接
続を受け持ち、基本コンポーネント間の距離を最短に構
成出来、信号の遅延現象が極微小なものしか起こらず、
多量の情報伝送が可能であり、円形ウェーハ表面に完全
に密となり配列空間ロスなく配列構成拡張が出来ること
を可能にした。
【0012】本発明によれば、マスクパターンプリント
設計の歩留りを可能な限り向上させ得る技術が現状では
使われ、微細化集積技術の向上が必要な世界で(コスト
競争を除けば)同一プロセス技術で次世代の容量が得ら
れると言う長所を持つ0.5μmルールCMOS微細化
製造技術の可能性がある。
【0013】また本発明の正六角形状LSI基本コンポ
ーネントを使用する技術は、1枚のウェーハの全領域に
回路を集積するchannelless  gate 
 array技術方式で、どのLSIよりも大規模な回
路を集積出来るシステムを1ウェーハ上に集積すること
になる。又このsea  of  gateでは階層式
で問題なくブロック・ビルディングゲート方式でも、回
路間の相互配線長が短くなり、信号遅延時間を短く出来
る。又、組立て工数の低減,信頼性の向上を目標に、歩
留りを向上出来るようになる。
【0014】従来型ブロック・ビルディングゲートアレ
イは、マスタチップの規模が大きくなるにつれて配線チ
ャネルの高さが変わり、複数行に渡ってハードマクロを
ライブラリにするのは難しかった。
【0015】モノリシックWSI  chipとしての
本発明の正六角形状コンポーネントを用いたチャネルレ
ス型ゲートアレイは、内部論理回路領域全体に基本セル
が埋め込まれているので、複数行に渡るハードマクロも
面積効率良く実現出来る。
【0016】ゲートアレイ,マスタスライスによって、
デジタルLSIセルはセミカスタム化が進み、又ゲート
アレイのアナログ版がリニアアレイやスタンダードセル
で1ウェーハにデジタル回路,アナログ回路の混成化し
たセミカスタムLSIを搭載できるようになる。
【0017】又、正六角形状基本コンポーネントを使用
するモノリシックWSIchip技術におけるASIC
チップは、必ず欠陥部分を含む様な広い領域に回路を集
積化する為に冗長構成を持たせ、FPGA結線交点を有
するヒューズ切断開放方式でコンピュータのプログラム
通り、現場で欠陥を迂回して機能システムVLSIブロ
ック拡張構成する技術が不可欠であるが、3方向に対称
性を持つ配列が可能な六角形状LSI基本コンポーネン
トがこれを解決しコンピュータがプログラム通りヒュー
ズ結線溶融切断開放VLSIブロックコンポーネント拡
張構成が可能となった。
【0018】次に回路別に見ると、モノリシックWSI
  chipは、規則的基本回路構成を持つメモリ回路
積層セルとして、ゲートを連続的に配列したゲートアレ
イや、同一プロセッサで構成するシストリックアレイや
、数種類の回路から成るパイプラインプロセッサ等のア
ーキテクチャでは、最も冗長構成が採り易い回路構成と
なっており、プロセッサの数をある程度所定の配列数に
増やすことによって演算能力を向上出来る。
【0019】又、パッケージの延長上に位置すると見ら
れるハイブリッドWSIchipへのアプローチがある
。これはチャネルレス型ゲートアレイの出現でメガセル
・ライブラリやモジュール・ジェネレータが生成出来る
のは、メモリや、FPGA(field  progr
ammable  gate  array),ALU
(Arithmetic  and  logic  
unit)と言った規則的な繰返し構造を配列したアレ
イと、ビルディング・ブロック型スタンダードセルにも
適用出来るデータパスジェネレータや、状態マシン・ジ
ェネレータを開発している。しかしチャネルレス型アレ
イは、論理ゲート/メモリ兼用になると、今までよりは
ゲートアレイの適用範囲が広がったかのように見えるが
、メモリ容量が多い回路はチャネルレス型アレイと言え
ども構造的にゲートアレイに向かなく、メモリの内蔵が
苦手となる。メモリが占める基本セル数の上限は高々W
SIchipコンポーネントに搭載した全基本セル数の
30%程度になる。
【0020】ハイブリッドWSI  chipでは、チ
ャネルレス構造と微細化LSI製造技術により、デジタ
ル・アナログの大規模な回路をセミカスタムLSIとし
て実現出来、チャネルレスゲートアレイ上に数千素子程
度のアナログ回路が作れるようになり、1ウェーハのチ
ップ面積に多少無駄が出ても、開発期間の短縮を選ぶ方
が重要と考えるユーザが増えると予想されるし、又、ゲ
ートアレイの普及でこの傾向が定着するであろう。そこ
で、単に標準部品で組んでいた回路をチャネルレスゲー
トアレイで集積化し、システム構成部品をASIC化さ
せ、最初からASICの利点すなわちWSI  chi
pの利点を生かし、正六角形状基本コンポーネントを用
いたWSI  chipの製造は、システム設計の自由
度をさらに向上させる。
【0021】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0022】図1は、1枚の円形シリコンウェーハ3上
に正六角形状LSI基本コンポーネント1が搭載されて
いるWSI  chipを示す。このWSI  chi
pは、トランジスタ基本構成回路、ROM,RAM等の
メモリ回路を含む複数のコンポーネント1を列状配置し
、各列間に配線領域を設けている。ウェーハ3のサイズ
にもよるが、従来の正方形状LSIコンポーネントでは
、図3に示すように68個の構成が限界であったが、図
1に示す正六角形状コンポーネントは76個の構成が可
能である。
【0023】図2は、正六角形状LSIコンポーネント
1を示すが、図4に示した未使用セル5を除いた基本セ
ル2が有する配列形状を有している。
【0024】図7に、本実施例の正六角形状LSIコン
ポーネント間の接続を示すが、コンポーネントの配列は
完全対称で3方向に対称性を持つ配列となるので、3方
向対称接続となる。したがって、コンポーネント間の距
離を最短に構成出来るので、信号の遅延を減少させるこ
とが可能となる。
【0025】
【発明の効果】WSI  chipは必ず欠陥部分を含
む様な広い領域に回路を集積する為に、冗長構成を持た
せ欠陥を迂回してシステムを構成する技術が不可欠であ
るが、この正六角形状LSIコンポーネントは、3方向
に対称性を持つ配列が可能となるため、これを解決して
いる。
【0026】本発明のWSI  chipは規則的基本
回路構成を持つメモリ回路,ゲートアレイ,繰返し論理
回路,同一プロセッサで構成するシストリック・アレイ
,数種類の回路から成るパイプラインプロセッサ等のア
ーキテクチャでは、冗長構成が採り易い回路構成となっ
ており、プロセッサの数を増やすことにより演算能力を
向上出来る。
【0027】また、1枚のウェーハの全領域に回路を集
積する技術で、どのLSIよりも大規模にシステムを集
積出来るので、回路間の相互配線点が短くなり、信号遅
延時間を短く出来る。さらには、組立工数の低減,信頼
性の向上を目標に歩留りを向上出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における正六角形状LSIコンポーネン
トの配列を示す図である。
【図2】図1の正六角形状LSIコンポーネントを示す
図である。
【図3】従来の正方形状LSIコンポーネントの配列を
示す図である。
【図4】正方形状LSIコンポーネントを示す図である
【図5】隣接プロセッサセル同士が線状接続されている
ケースを示す図である。
【図6】隣接プロセッサセル同士が直交接続されている
ケースを示す図である。
【図7】接続プロセッサセル同士が六角接続されている
ケースを示す図である。
【符号の説明】
1  正六角形状LSIコンポーネント2  基本セル 3  ウェーハ 4  正方形LSIコンポーネント 5  未配用セル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】WSIチップの基本単位を構成するLSI
    コンポーネントであって、その形状が正六角形状である
    LSIコンポーネント。
  2. 【請求項2】複数の正六角形状LSIコンポーネントが
    、3方向に対称性を持つように配列されたWSIチップ
  3. 【請求項3】LSIコンポーネント間にFPGA領域を
    設けた請求項2記載のWSIチップ。
JP3124360A 1991-05-29 1991-05-29 Wsiチップのlsiコンポーネント Pending JPH04352354A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3124360A JPH04352354A (ja) 1991-05-29 1991-05-29 Wsiチップのlsiコンポーネント

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JP3124360A JPH04352354A (ja) 1991-05-29 1991-05-29 Wsiチップのlsiコンポーネント

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ID=14883476

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JP3124360A Pending JPH04352354A (ja) 1991-05-29 1991-05-29 Wsiチップのlsiコンポーネント

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6700142B1 (en) 2001-12-31 2004-03-02 Hyperchip Inc. Semiconductor wafer on which is fabricated an integrated circuit including an array of discrete functional modules
WO2004047176A1 (ja) * 2002-11-20 2004-06-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 強誘電体メモリアレイ
WO2005038240A1 (ja) * 2003-10-17 2005-04-28 Nihon Computer Co., Ltd. 半導体チップのフレキシブル経路構造

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0210465A (ja) * 1988-06-29 1990-01-16 Hitachi Ltd 画像送受信装置を用いた伝票処理方式
JPH0360143A (ja) * 1989-07-28 1991-03-15 Hitachi Ltd 半導体集積回路

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