[發明專利]半導體裝置、半導體裝置組合件及計算設備

在審

• 申請號: 202110596764.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113053437A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 孔劍平;胡楠;王琪;崔傳榮
• 申請（專利權）人: 浙江毫微米科技有限公司;浙江微片科技有限公司
• 主分類號: G11C15/04
• 分類號: G11C15/04;H01L25/18
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 陳敏;吳昊

本申請提供一種半導體裝置、半導體裝置組合件及計算設備，該半導體裝置與存儲器裝置連接，其包括處理器模塊，以及與所述存儲器裝置對應的相關電路模塊；其中，所述相關電路模塊包括所述存儲器裝置對應的比較電路和外圍電路。本申請將處理器模塊和存儲器裝置對應的相關電路模塊設置在同一半導體裝置中，且將該半導體裝置與存儲器裝置堆疊設置，進行3D封裝，大大減少TCAM所占硅片尺寸，提高了存儲容量。

技術領域

本申請涉及半導體封裝技術領域，具體涉及一種半導體裝置、半導體裝置組合件及計算設備。

背景技術

TCAM (ternary content addressable memory)是一種三態內容尋址存儲器，主要用于快速查找ACL、路由等表項。它是從內容可尋址存儲器（Content AddressableMemory，CAM）的基礎上發展而來的。

一般的CAM存儲器中每個bit位的狀態只有兩個，“0”或“1”，而TCAM中每個bit位有三種狀態，除掉“0”和“1”外，還有一個“don’t care”狀態，所以稱為“三態”，它是通過掩碼來實現的，正是TCAM的這個第三種狀態特征使其既能進行精確匹配查找，又能進行模糊匹配查找。

現有技術中，TCAM及其對應的處理器的封裝采用2.5D封裝，TCAM及其對應的處理器并排設置于中介層上，通過設置在中介層上的連接件實現互連，以及與封裝基板的連接。但是這種結構下，TCAM所占空間、成本和所產生熱量大于傳統隨機存取存儲器（RandomAccess Memory， RAM），存儲容量受到影響。

發明內容

針對上述問題，本申請提供了一種半導體裝置、半導體裝置組合件及計算設備，解決了現有技術中的采用2.5D封裝導致的TCAM所占空間較大、影響存儲容量的技術問題。

第一方面，本申請提供一種半導體裝置，與存儲器裝置連接，包括處理器模塊，以及與所述存儲器裝置對應的相關電路模塊；

其中，所述相關電路模塊包括所述存儲器裝置對應的比較電路和外圍電路。

在一些實施例中，上述半導體裝置中，所述處理器模塊包括圖形處理器、中央處理器或片上系統。

在一些實施例中，上述半導體裝置中，所述處理器模塊包括多個處理核，其中，每個處理核包括一級指令緩存和一級數據緩存。

在一些實施例中，上述半導體裝置中，所述比較電路包括查找線、匹配線和比較單元矩陣。

在一些實施例中，上述半導體裝置中，所述外圍電路包括地址解碼器、比較數據驅動器、位線、位線數據驅動器、查找線預放電器、匹配線預充電器、匹配線感應放大器和編碼器。

在一些實施例中，上述半導體裝置中，所述相關電路模塊還包括與所述外圍電路通信連接的控制器單元。

在一些實施例中，上述半導體裝置中，所述控制器單元包括：

控制寄存器，用于對所述存儲器裝置進行設置；

關鍵字存儲器，用于對待查找數據進行緩存；

查詢結果存儲器，用于對多個處理過程的查詢結果進行緩存。

第二方面，本申請提供一種半導體裝置組合件，包括：

如第一方面中任一項所述的半導體裝置；

位于所述半導體裝置上方的存儲器裝置；其中，所述存儲器裝置通過第一連接件與所述半導體裝置中的處理器模塊連接，所述存儲器裝置通過第二連接件與所述半導體裝置中的相關電路模塊連接；

位于所述半導體裝置下方的封裝基板；其中，所述封裝基板通過第三連接件與所述半導體裝置中的所述處理器模塊連接。

在一些實施例中，上述半導體裝置組合件中，所述存儲器裝置包括三態內容尋址存儲器。