|
EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
随着物联网时代来临,全球终端电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计,因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SiP技术日益受到关注。除了既有的封测大厂积极扩大SiP制造产能外,晶圆代工业者与IC基板厂也竞相投入此一技术,以满足市场需求。0 \2 G7 U& y% B6 Z
早前,苹果发布了最新的apple watch手表,里面用到SIP封装芯片,从尺寸和性能上为新手表增色不少。而芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升(摩尔定律),转向更加务实的满足市场的需求(超越摩尔定律)。( i, w% D8 ~- e! d) Y7 ^! B% ?) D
2 x& @" i" v) i d 根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义: SiP 为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如 MEMS 或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。( C$ m% A' a/ \# \1 D. o. z5 K% t
SIP定义, Z" s* N7 T9 s+ C1 S
从架构上来讲, SiP 是将多种功能芯片,包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。5 {2 z9 @" ~( D8 T3 M- k
SOC定义. Q7 p( F4 J9 \0 o0 Z- J" K" q
将原本不同功能的 IC,整合在一颗芯片中。藉由这个方法,不单可以缩小体积,还可以缩小不同 IC 间的距离,提升芯片的计算速度。SoC称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。5 x5 t7 \! Y9 E. D8 n6 p
SOC与SIP对比- T8 O3 P$ D$ i$ \' m& U
9 _/ e7 f$ Q+ O! s% I 自集成电路器件的封装从单个组件的开发,进入到多个组件的集成后,随着产品效能的提升以及对轻薄和低耗需求的带动下,迈向封装整合的新阶段。在此发展方向的引导下,形成了电子产业上相关的两大新主流:系统单芯片SoC(System on Chip)与系统化封装SIP(System in a Package)。2 l' c8 Y* ~" |3 u, G' p7 j8 d
SoC与SIP是极为相似,两者均将一个包含逻辑组件、内存组件,甚至包含被动组件的系统,整合在一个单位中。
1 D9 E9 W# L# r J SoC是从设计的角度出发,是将系统所需的组件高度集成到一块芯片上。
0 R1 A3 _) Y% h1 Y SIP是从封装的立场出发,对不同芯片进行并排或叠加的封装方式,将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件。
$ _& z4 k' F8 T; Y/ ?5 Z6 G# @过去的主流封装系统: h9 J( f* N0 x9 Q8 l3 s! O$ [
SIP 是解决系统桎梏的胜负手。把多个半导体芯片和无源器件封装在同一个芯片内,组成一个系统级的芯片,而不再用 PCB 板来作为承载芯片连接之间的载体,可以解决因为 PCB 自身的先天不足带来系统性能遇到瓶颈的问题。以处理器和存储芯片举例,因为系统级封装内部走线的密度可以远高于 PCB 走线密度,从而解决 PCB线宽带来的系统瓶颈。举例而言,因为存储器芯片和处理器芯片可以通过穿孔的方式连接在一起,不再受 PCB 线宽的限制,从而可以实现数据带宽在接口带宽上的提升。
! ~! _2 [$ O5 a5 v# A, ~
' r' j$ n3 z ^' ~ 现在的主流封装系统
7 s/ n' e: D7 b6 @; D4 w( V
/ t: r/ L$ |' f- Z9 e- b' c SiP 不仅简单将芯片集成在一起。 SiP 还具有开发周期短、功能更多、功耗更低、性能更优良、成本价格更低、体积更小、质量更轻等优点。SiP 是超越摩尔定律下的重要实现路径。% ^! v* K2 ~% N
SOC与SIP技术趋势
7 ^6 \9 a( }, w8 ^5 M( D j- L: x9 b0 E" J. _' ]) {1 I% @
从集成度而言,一般情况下, SoC 只集成 AP 之类的逻辑系统,而 SiP 集成了AP+mobileDDR,某种程度上说 SIP=SoC+DDR,随着将来集成度越来越高, emmc也很有可能会集成到 SiP 中。从封装发展的角度来看,因电子产品在体积、处理速度或电性特性各方面的需求考量下, SoC 曾经被确立为未来电子产品设计的关键与发展方向。但随着近年来 SoC生产成本越来越高,频频遭遇技术障碍,造成 SoC 的发展面临瓶颈,进而使 SiP 的发展越来越被业界重视。
+ {) _! z" ?4 Y5 Z& O' W5 a Z半导体产品封装的主要占比% c) Q- x3 v# z4 m8 M7 B$ B
7 W% ~& f8 `7 Y- Z- M 针对这两条路径,分别诞生了两种产品: SoC 与 SiP。 SoC 是摩尔定律继续往下走下的产物,而 SiP 则是实现超越摩尔定律的重要路径。两者都是实现在芯片层面上实现小型化和微型化系统的产物。
9 }$ v% |0 c3 z( h* B g' x 众所周知的摩尔定律发展到现阶段,何去何从?行业内有两条路径:一是继续按照摩尔定律往下发展,走这条路径的产品有CPU、内存、逻辑器件等,这些产品占整个市场的 50%。另外就是超越摩尔定律的More than Moore 路线,芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升方面,转向更加务实的满足市场的需求。这方面的产品包括了模拟/RF 器件,无源器件、电源管理器件等,大约占到了剩下的那 50%市场。
3 U: R3 u: [' p f* \0 K" k
9 V9 I5 ^0 J& v5 n: g2 d0 Y" O |
|