I SOC (sustav na čipu) i SIP (sistem u paketu) važni su prekretnice u razvoju modernih integriranih krugova, omogućavajući minijaturizaciju, efikasnost i integraciju elektroničkih sistema.
1. Definicije i osnovni pojmovi SOC-a i gutljaja
SOC (sistem na čipu) - integrirajući cijeli sustav u jedan čip
SOC je poput nebodera, gdje su svi funkcionalni moduli dizajnirani i integrirani u isti fizički čip. Osnovna ideja SOC-a je integrirati sve osnovne komponente elektronskog sustava, uključujući procesor (CPU), memoriju, komunikacijske module, analogne krugove, senzorske sučelje i različite druge funkcionalne module, na jedan čip. Prednosti SOC-a leže na visokom nivou integracije i male veličine, pružajući značajne koristi u performansama, potrošnju energije i dimenzijama, što ga čini posebno pogodnim za visoke performanse, proizvode osjetljive na visoke performanse. Procesori u Apple pametnim telefonima su primjeri SOC čipova.
Ilustrirati, SOC je poput "super zgrade" u gradu, gdje su sve funkcije dizajnirane, a različiti funkcionalni moduli su poput različitih podova: neki su uredska područja (procesori), a neke su prostore za zabavu (memorija), a neke su Komunikacijske mreže (komunikacijska sučelja), svi koncentrirani u istoj zgradi (čip). To omogućava cjelokupnom sustavu da radi na jednom silikonskom čipu, postižući veću efikasnost i performanse.
SIP (sistem u paketu) - kombiniranje različitih čipova zajedno
Pristup SIP tehnologije je različit. Više liči na pakiranje više čipsa s različitim funkcijama unutar istog fizičkog paketa. Fokusira se na kombiniranje višestrukih funkcionalnih čipova kroz tehnologiju pakiranja, a ne integrirajući ih u jedan čip poput soc. SIP omogućava više čipova (procesora, memorije, RF čipove itd.) Da se pakiraju jedna pored druge ili se složite unutar istog modula, formirajući rješenje na nivou sistema.
Koncept SIP-a može se usporediti sa sastavljanjem kutije za alat. Kutija za alat može sadržavati različite alate, poput odvijača, čekića i bušilica. Iako su oni nezavisni alati, svi su objedinjeni u jednoj kutiji za praktičnu upotrebu. Prednost ovog pristupa je da se svaki alat može razviti i proizvesti odvojeno, a mogu se "montirati" u sistemski paket po potrebi, pružajući fleksibilnost i brzinu.
2. Tehničke karakteristike i razlike između SoC i SIP-a
Razlike metode integracije:
SOC: različiti funkcionalni moduli (poput CPU-a, memorije, I / O itd.) Direktno su dizajnirani na isti silikonski čip. Svi moduli dijele isti temeljni postupak i logiku dizajna, formirajući integrirani sustav.
SIP: Različiti funkcionalni čipovi mogu se proizvesti pomoću različitih procesa, a zatim u kombinaciji u jednom modulu za pakiranje pomoću 3D ambalažne tehnologije za formiranje fizičkog sustava.
Dizajnerska složenost i fleksibilnost:
Soc: Budući da su svi moduli integrirani na jedan čip, složenost dizajna je vrlo visoka, posebno za suradnički dizajn različitih modula kao što su digitalni, analogni, RF i memorija. Ovo zahtijeva da inženjeri imaju duboke mogućnosti dizajna u okviru unakrsnog domena. Štaviše, ako postoji problem sa bilo kojim modulom u SOC-u, ceo čip će možda trebati redizajniran, što predstavlja značajne rizike.
SIP: Suprotno, SIP nudi veću fleksibilnost dizajna. Različiti funkcionalni moduli mogu se zasebno dizajnirati i provjeriti prije pakiranja u sistem. Ako se problem pojavi modulom, samo taj modul treba zamijeniti, ostavljajući ostale dijelove koji ne utiču. To takođe omogućava brže brzine razvoja i niže rizike u odnosu na Sop.
Kompatibilnost i izazovi procesa:
SOC: Integriranje različitih funkcija kao što su digitalni, analogni i RF na jedan čip suočen sa značajnim izazovima u kompatibilnosti procesa. Različiti funkcionalni moduli zahtijevaju različite proizvodne procese; Na primjer, digitalni krugovi su potrebna brzina, niske snage, dok analogni krugovi mogu zahtijevati preciznije kontrolu napona. Postizanje kompatibilnosti među ovim različitim procesima na istom čipu izuzetno je teško.
SIP: Kroz tehnologiju pakiranja, SIP može integrirati čipove proizvedenim različitim procesima, rješavanje problema kompatibilnosti procesa s kojima se suočavaju SOC tehnologija. SIP omogućava više heterogenih čipova da rade zajedno u istom paketu, ali precizni zahtjevi za tehnologiju ambalaže su visoki.
R & D ciklus i troškovi:
SOC: Budući da SOC zahtijeva dizajn i provjeru svih modula ispočetka, ciklus dizajna je duži. Svaki modul mora proći rigorozni dizajn, provjeru i testiranje, a cjelokupni razvojni proces može trajati nekoliko godina, što rezultira visokim troškovima. Međutim, jednom u masovnoj proizvodnji, jedinični trošak je niži zbog visoke integracije.
SIP: ciklus istraživanja i razvijera je kraći za gutljaj. Budući da SIP direktno koristi postojeće, provjerene funkcionalne čipove za pakiranje, smanjuje vrijeme potrebno za redizajn modula. To omogućava brže pokretanje proizvoda i značajno snižava troškove istraživanja i razvoja.
Performanse i veličina sistema:
SOC: Budući da su svi moduli na istom čipu, kašnjenja u komunikaciji, gubicima energije i smetnje signala, dajući SOC neusporedivu prednost u performansama i potrošnji energije. Njegova veličina je minimalna, što ga čini posebno pogodnim za aplikacije sa visokim performansama i potrebama napajanja, poput pametnih telefona i čipsa za obradu slika.
SIP: Iako SIP-ova integracija nije toliko visoka kao sop, on još uvijek može kompaktno pakirati različite čipove zajedno koristeći višeslojne tehnologije pakiranja, što rezultira manjom veličinom u odnosu na tradicionalna višestruka rješenja. Štaviše, budući da su moduli fizički upakovani, a ne integrirani na isti silikonski čip, dok se performanse ne mogu podudarati s onom SOC-a, još uvijek može udovoljiti potrebama većine aplikacija.
3. Scenariji aplikacija za Soc i SIP
Scenariji aplikacija za Soc:
SoC je obično pogodan za polja sa visokim zahtjevima za veličinu, potrošnju energije i performanse. Na primjer:
Pametni telefoni: Procesori u pametnim telefonima (poput Apple-ovog Snapdragon-a ili Qualcomm-a Snapdragon) obično su integrirani SoC-ovi koji uključuju CPU, GPU, AI obradu za obradu, komunikacijske module itd.
Obrada slike: u digitalnim fotoaparatima i dronovima, jedinice za obradu slika često zahtijevaju snažne paralelne mogućnosti obrade i niske kašnjenje, koji SOC može učinkovito postići.
Ugrađeni sustavi visokih performansi: SOC je posebno pogodan za male uređaje sa strožim zahtjevima energetske učinkovitosti, poput IOT uređaja i nošenja.
Scenariji aplikacija za SIP:
SIP ima širi spektar scenarija aplikacija, pogodan za polja koja zahtijevaju brz razvoj i multifunkcionalnu integraciju, kao što su:
Komunikacijska oprema: za bazne stanice, usmjerivače itd., SIP može integrirati više RF i digitalnih procesora signala, ubrzanje ciklusa razvoja proizvoda.
Potrošačka elektronika: Za proizvode poput SmartWatches i Bluetooth slušalica, koje imaju brze cikluse nadogradnje, SIP tehnologija omogućava brže pokretanje novih proizvoda.
Automobilska elektronika: Kontrolni moduli i radarski sustavi u automobilskim sustavima mogu koristiti SIP tehnologiju za brzo integriranje različitih funkcionalnih modula.
4. Budući razvojni trendovi SOC i SIP-a
Trendovi u razvoju SOC-a:
SOC će se nastaviti razvijati prema većoj integraciji i heterogenoj integraciji, potencijalno u vezi s više integracije AI procesora, 5G komunikacijskih modula i drugih funkcija, vožnju dodatnih evolucija inteligentnih uređaja.
Trendovi u SIP razvoju:
SIP se sve više oslanja na napredne tehnologije ambalaže, poput 2.5D i 3D unapređenja ambalaže, do čvrsto pakiranja čipova s različitim procesima i funkcijama zajedno kako bi se moglo zadovoljiti zahtjevima za brzo mijenjanje tržišta.
5. Zaključak
SOC je više poput izgradnje višenamjenskog super nebodera, koncentrirajući sve funkcionalne module u jednom dizajnu, pogodan za aplikacije sa izuzetno visokim zahtjevima za performanse, veličinu i potrošnju energije. SIP je, s druge strane, kao "pakovanje" različitih funkcionalnih čipova u sustav, fokusirajući se više na fleksibilnost i brzi razvoj, posebno pogodan za potrošačku elektroniku koja zahtijevaju brza ažuriranja. Oboje imaju svoje snage: SOC naglašava optimalnu optimizaciju i optimizaciju veličine, dok SIP naglašava fleksibilnost i optimizaciju razvojnog ciklusa.
Pošta: Oct-28-2024