Як SOC (сістэма на чыпе), так і SIP (System in Package) з'яўляюцца важнымі этапамі ў распрацоўцы сучасных інтэграваных схем, што дазваляе мініяцюрызацыю, эфектыўнасць і інтэграцыя электронных сістэм.
1. Вызначэнні і асноўныя паняцці SOC і SIP
Soc (сістэма на чыпе) - інтэграцыя ўсёй сістэмы ў адзін чып
SOC падобны на хмарачос, дзе ўсе функцыянальныя модулі распрацаваны і інтэграваны ў той жа фізічны чып. Асноўная ідэя SOC заключаецца ў інтэграцыі ўсіх асноўных кампанентаў электроннай сістэмы, уключаючы працэсар (працэсар), памяць, модулі сувязі, аналагавыя схемы, датчыкі і розныя іншыя функцыянальныя модулі, на адзін чып. Перавагі SOC заключаюцца ў высокім узроўні інтэграцыі і невялікіх памераў, што забяспечвае значныя перавагі ў прадукцыйнасці, спажыванні электраэнергіі і памераў, што робіць яго асабліва прыдатным для высокапрадукцыйных прадуктаў, якія залежаць ад электраэнергіі. Працэсары ў смартфонах Apple - прыклады чыпаў SOC.
Для ілюстрацыі SOC падобны на "супер будынак" у горадзе, дзе ўсе функцыі распрацаваны ўнутры, а розныя функцыянальныя модулі падобныя на розныя паверхі: некаторыя - офісныя зоны (працэсары), некаторыя - забаўляльныя зоны (памяць), а некаторыя - сеткі сувязі (інтэрфейсы сувязі), усе сканцэнтраваны ў тым жа будынку (чып). Гэта дазваляе ўсёй сістэме працаваць на адным крэмніевым чыпе, дасягнуўшы больш высокай эфектыўнасці і прадукцыйнасці.
SIP (System in Packact) - спалучэнне розных чыпаў разам
Падыход тэхналогіі SIP адрозніваецца. Гэта больш падобна на ўпакоўку некалькіх чыпаў з рознымі функцыямі ў адным фізічным пакеце. Ён засяроджаны на спалучэнні некалькіх функцыянальных чыпаў праз тэхналогію ўпакоўкі, а не інтэграваць іх у адзін чып, як SOC. SIP дазваляе некалькі мікрасхем (працэсары, памяць, чыпы РФ і г.д.) спакавацца побач або ўкладвацца ў той жа модуль, утвараючы рашэнне на ўзроўні сістэмы.
Канцэпцыю SIP можна параўнаць з зборкай панэлі інструментаў. Панэль інструментаў можа ўтрымліваць розныя інструменты, такія як адвёрткі, малаткі і дрылі. Хоць яны і незалежныя інструменты, усе яны адзіныя ў адным акне для зручнага выкарыстання. Перавага гэтага падыходу заключаецца ў тым, што кожны інструмент можа быць распрацаваны і выраблены асобна, і яны могуць быць "сабраны" ў сістэмны пакет па меры неабходнасці, забяспечваючы гнуткасць і хуткасць.
2. Тэхнічныя характарыстыкі і адрозненні паміж SOC і SIP
Адрозненні метадаў інтэграцыі:
SOC: Розныя функцыянальныя модулі (напрыклад, працэсар, памяць, уводу/вываду і г.д.) непасрэдна распрацаваны на адным крэмніевым чыпе. Усе модулі маюць аднолькавы асноўны працэс працэсу і дызайну, утвараючы інтэграваную сістэму.
SIP: Розныя функцыянальныя чыпы могуць вырабляцца з выкарыстаннем розных працэсаў, а затым аб'яднаны ў адным модулі ўпакоўкі з выкарыстаннем тэхналогіі ўпакоўкі 3D для фарміравання фізічнай сістэмы.
Складанасць дызайну і гнуткасць:
SOC: Паколькі ўсе модулі інтэграваны на адзін чып, складанасць дызайну вельмі высокая, асабліва для сумеснага дызайну розных модуляў, такіх як лічбавы, аналагавы, РФ і памяць. Гэта патрабуе ад інжынераў мець глыбокія магчымасці дызайну. Больш за тое, калі існуе праблема дызайну з любым модулем у SOC, увесь чып, магчыма, спатрэбіцца перапрацаваць, што стварае значныя рызыкі.
SIP: Наадварот, SIP прапануе вялікую гнуткасць дызайну. Перад упакоўкай у сістэму могуць быць распрацаваны і правераны розныя функцыянальныя модулі. Калі праблема ўзнікае з модулем, толькі гэты модуль трэба замяніць, пакідаючы іншыя часткі не закранутымі. Гэта таксама дазваляе больш хуткай хуткасці распрацоўкі і меншымі рызыкамі ў параўнанні з SOC.
Сумяшчальнасць і праблемы працэсу:
SOC: Інтэграцыя розных функцый, такіх як лічбавы, аналагавы і РФ на адзін чып, сутыкаецца з значнымі праблемамі ў сумяшчальнасці працэсаў. Розныя функцыянальныя модулі патрабуюць розных вытворчых працэсаў; Напрыклад, лічбавыя схемы маюць патрэбу ў хуткасных працэсах з нізкай магутнасцю, у той час як аналагавыя схемы могуць запатрабаваць больш дакладнага кантролю напружання. Дасягненне сумяшчальнасці сярод гэтых розных працэсаў на адным чыпе надзвычай складана.
SIP: Дзякуючы тэхналогіі ўпакоўкі, SIP можа інтэграваць чыпы, вырабленыя з выкарыстаннем розных працэсаў, вырашаючы праблемы сумяшчальнасці працэсаў, з якімі сутыкаецца тэхналогія SOC. SIP дазваляе некалькі неаднародных чыпаў працаваць разам у тым жа пакеце, але патрабаванні дакладнасці ў тэхналогіі ўпакоўкі высокія.
Цыкл навукова -даследчых работ і выдаткі:
SOC: Паколькі SOC патрабуе распрацоўкі і праверкі ўсіх модуляў з нуля, цыкл дызайну даўжэйшы. Кожны модуль павінен прайсці строгі дызайн, праверку і тэсціраванне, а агульны працэс распрацоўкі можа заняць некалькі гадоў, што прывядзе да высокіх выдаткаў. Аднак, раз у масавым вытворчасці, кошт адзінкі ніжэйшы за высокую інтэграцыю.
SIP: Цыкл навукова -даследчых работ карацейшы для SIP. Паколькі SIP непасрэдна выкарыстоўвае існуючыя, правераныя функцыянальныя чыпы для ўпакоўкі, гэта памяншае час, неабходны для мадэрнізацыі модуля. Гэта дазваляе больш хутка запускацца і значна зніжае выдаткі на НДДКР.
Прадукцыйнасць і памер сістэмы:
SOC: Паколькі ўсе модулі знаходзяцца на адным чыпе, затрымкі сувязі, страты энергіі і ўмяшанне сігналу мінімізуюцца, што дае SOC неперасягненую перавагу ў прадукцыйнасці і спажыванні электраэнергіі. Яго памер мінімальны, што робіць яго асабліва прыдатным для прыкладанняў з высокімі патрабаваннямі да прадукцыйнасці і магутнасці, такімі як смартфоны і чыпсы для апрацоўкі малюнкаў.
SIP: Хоць узровень інтэграцыі SIP не такі высокі, як у SOC, ён усё яшчэ можа кампактна ўпакоўваць розныя чыпы разам, выкарыстоўваючы шматслаёвую тэхналогію ўпакоўкі, што прыводзіць да меншага памеру ў параўнанні з традыцыйнымі шматлічнымі рашэннямі. Больш за тое, паколькі модулі фізічна ўпакаваны, а не ўбудаваны ў адзін крэмнійны чып, у той час як прадукцыйнасць можа не адпавядаць патрабаванням SOC, ён усё яшчэ можа задаволіць патрэбы большасці прыкладанняў.
3. Сцэнарыі прыкладанняў для SOC і SIP
Сцэнарыі прыкладанняў для SOC:
SOC звычайна падыходзіць для палёў з высокімі патрабаваннямі да памеру, спажывання электраэнергіі і прадукцыйнасці. Напрыклад:
Смартфоны: працэсары ў смартфонах (напрыклад, чыпы S-серыі Apple або Snapdragon Qualcomm), як правіла, вельмі інтэграваныя SOC, якія ўключаюць у сябе працэсар, GPU, блокі апрацоўкі AI, модулі сувязі і г.д., якія патрабуюць як магутных характарыстык і нізкага спажывання электраэнергіі.
Апрацоўка малюнкаў: У лічбавых камерах і беспілотніках блокі для апрацоўкі малюнкаў часта патрабуюць моцных магчымасцей паралельнай апрацоўкі і нізкай затрымкі, якія SOC можа эфектыўна дасягнуць.
Высокапрадукцыйныя ўбудаваныя сістэмы: SOC асабліва падыходзіць для невялікіх прылад з жорсткімі патрабаваннямі да энергаэфектыўнасці, такімі як прылады IoT і знос.
Сцэнарыі прыкладанняў для SIP:
SIP мае больш шырокі спектр сцэнарыяў прыкладанняў, прыдатны для палёў, якія патрабуюць хуткага развіцця і шматфункцыянальнай інтэграцыі, напрыклад::
Абсталяванне для сувязі: для базавых станцый, маршрутызатараў і г.д. SIP можа інтэграваць некалькі РФ і лічбавых сігнальных працэсараў, паскараючы цыкл распрацоўкі прадукту.
Спажывецкая электроніка: для такіх прадуктаў, як смарт -гадзінніка і гарнітуры Bluetooth, якія маюць хуткае абнаўленне цыклаў, SIP -тэхналогія дазваляе больш хутка запускацца з новымі функцыянальнымі прадуктамі.
Аўтамабільная электроніка: модулі кіравання і радыёлакацыйныя сістэмы ў аўтамабільных сістэмах могуць выкарыстоўваць тэхналогію SIP для хуткага інтэграцыі розных функцыянальных модуляў.
4. Будучыя тэндэнцыі развіцця SOC і SIP
Тэндэнцыі ў развіцці SOC:
SOC будзе працягваць развівацца да больш высокай інтэграцыі і неаднароднай інтэграцыі, што патэнцыйна ўключае ў сябе больш інтэграцыю працэсараў AI, 5G модуляў сувязі і іншых функцый, што выклікае далейшую эвалюцыю інтэлектуальных прылад.
Тэндэнцыі ў распрацоўцы SIP:
SIP будзе ўсё часцей спадзявацца на перадавыя тэхналогіі ўпакоўкі, такія як прагрэс упакоўкі 2.5D і 3D, каб шчыльна папоўніць чыпы з рознымі працэсамі і функцыямі разам, каб задаволіць хутка змяняюцца рынкавыя патрабаванні.
5. Выснова
SOC больш падобны на стварэнне шматфункцыянальнага Super Skycraper, канцэнтруючы ўсе функцыянальныя модулі ў адным дызайне, прыдатны для прыкладанняў з надзвычай высокімі патрабаваннямі да прадукцыйнасці, памеру і спажывання электраэнергіі. З іншага боку, SIP падобны на "ўпакоўку" розных функцыянальных чыпаў у сістэму, засяроджваючыся больш на гнуткасці і хуткага развіцця, асабліва прыдатны для спажывецкай электронікі, якія патрабуюць хуткіх абнаўленняў. Абодва маюць свае моцныя бакі: SOC падкрэслівае аптымальную прадукцыйнасць сістэмы і аптымізацыю памераў, у той час як SIP падкрэслівае гнуткасць сістэмы і аптымізацыю цыкла распрацоўкі.
Час паведамлення: кастрычнік-28-2024