stringtranslate.com

Система в упаковке

Чертеж САПР многокристальной SiP-системы, содержащей процессор, память и хранилище на одной подложке

Система в корпусе ( SiP ) или система-в-корпусе представляет собой ряд интегральных схем (ИС), заключенных в один корпус носителя чипа или охватывающих подложку корпуса ИС, которая может включать пассивные компоненты и выполнять функции всей системы. ИС могут быть сложены с использованием корпуса на корпусе , размещены рядом и/или встроены в подложку. [1] SiP выполняет все или большинство функций электронной системы и обычно используется при проектировании компонентов для мобильных телефонов , цифровых музыкальных плееров и т. д. [2] Кристаллы , содержащие интегральные схемы, могут быть сложены вертикально на подложке корпуса. Они внутренне соединены тонкими проводами , которые прикреплены к подложке корпуса. В качестве альтернативы, с технологией перевернутого кристалла , используются припойные столбики для соединения сложенных чипов вместе и к подложке корпуса, или даже обе технологии могут использоваться в одном корпусе. SiP похожи на системы на кристалле (SoC), но менее тесно интегрированы и не на одном кристалле полупроводника . [3]

SIP можно использовать для уменьшения размера системы, повышения производительности или снижения затрат. [4] [5] Технология произошла от технологии многокристальных модулей (MCM), разница в том, что SiP также используют стекирование кристаллов , при котором несколько кристаллов или кристаллов располагаются друг над другом. [6] [7]

Технологии

SiP-кристаллы могут быть сложены вертикально или горизонтально, с использованием таких методов, как упаковка чиплетов или стеганого одеяла . SiP-кристаллы соединяются с помощью стандартных проволочных связей вне кристалла или припойных выступов, в отличие от немного более плотных трехмерных интегральных схем , которые соединяют сложенные кремниевые кристаллы с проводниками, проходящими через кристалл, с помощью сквозных кремниевых переходов . Было разработано много различных методов 3D-упаковки для укладки многих довольно стандартных кристаллов чипов в компактную область. [8]

SiP могут содержать несколько чипов или кристаллов, таких как специализированный процессор , DRAM , флэш-память , в сочетании с пассивными компонентамирезисторами и конденсаторами, — все смонтированными на одной подложке . Это означает, что полный функциональный блок может быть построен в одном корпусе, так что для его работы требуется добавить несколько внешних компонентов. Это особенно ценно в средах с ограниченным пространством, таких как MP3-плееры и мобильные телефоны, поскольку это снижает сложность печатной платы и общую конструкцию. Несмотря на свои преимущества, этот метод снижает выход продукции, поскольку любой дефектный чип в корпусе приведет к нефункциональной корпусированной интегральной схеме, даже если все другие модули в том же корпусе являются функциональными.

SiPs отличаются от архитектуры интегральных схем общей системы на кристалле (SoC), которая объединяет компоненты на основе функций в один кристалл схемы . SoC обычно объединяет ЦП, графические и интерфейсы памяти, жесткий диск и USB - подключение, произвольную и постоянную память , а также вторичное хранилище и/или их контроллеры на одном кристалле. Для сравнения, SiP будет соединять эти модули как дискретные компоненты в одном или нескольких корпусах чипов или кристаллах. SiP напоминает обычную традиционную архитектуру ПК на основе материнской платы , поскольку она разделяет компоненты на основе функций и соединяет их через центральную интерфейсную плату. SiP имеет более низкую степень интеграции по сравнению с SoC. Гибридные интегральные схемы (HIC) в некоторой степени похожи на SiP, однако они, как правило, обрабатывают аналоговые сигналы [9], тогда как SiP обычно обрабатывают цифровые сигналы, [10] [11] [12] [13] [14] из-за этого HIC используют более старые или менее продвинутые технологии (как правило, используют однослойные печатные платы или подложки, не используют стекирование кристаллов, не используют перевернутый кристалл или BGA для соединения компонентов или кристаллов, используют только проводное соединение для соединения кристаллов или корпусов интегральных схем малого контура, используют двухрядные или однорядные корпуса для сопряжения снаружи гибридной ИС вместо BGA и т. д.) [15]

Технология SiP в первую очередь обусловлена ​​ранними тенденциями рынка носимых устройств , мобильных устройств и Интернета вещей , которые не требуют большого количества производимых единиц, как на устоявшемся потребительском и деловом рынке SoC. Поскольку Интернет вещей становится все более реальностью и все менее видением, инновации происходят на уровне системы на чипе и SiP, так что микроэлектромеханические (MEMS) датчики могут быть интегрированы на отдельном кристалле и управлять подключением. [16]

Решения SiP могут потребовать применения нескольких технологий упаковки , таких как перевернутый кристалл , проволочное соединение , упаковка на уровне пластины , сквозные кремниевые переходные отверстия (TSV), чиплеты и многое другое. [17] [7]

Поставщики

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Система INEMI в пакетной технологии, thor.inemi.org, июнь 2005 г., дата обращения 24 января 2024 г.
  2. ^ Пушкар Апте, У. Р. Боттомс, Уильям Чен и Джордж Скализ, IEEE Spectrum. «Усовершенствованная упаковка чипов удовлетворяет потребности смартфонов». 8 февраля 2011 г. Получено 31 июля 2015 г.
  3. ^ Система-в-корпусе (SiP), история успеха // AnySilicon, 21 февраля 2020 г.
  4. ^ «Система-в-корпусе (SiP), история успеха». 21 февраля 2020 г.
  5. ^ «Вот почему система-в-корпусе имеет большое значение для будущих часов Apple iWatch и всего остального». 30 апреля 2014 г.
  6. ^ «MCM, SiP, SoC и гетерогенная интеграция. Определения и пояснения». 7 августа 2017 г.
  7. ^ ab "SiP — это новый SoC @ 56thDAC". 21 февраля 2024 г.
  8. Р. Уэйн Джонсон, Марк Стрикленд и Дэвид Герке, Программа NASA Electronic Parts and Packaging. «3-D Packaging: A Technology Review». 23 июня 2005 г. Получено 31 июля 2015 г.
  9. ^ «Определение гибридной микросхемы».
  10. ^ «Обзор Apple Watch».
  11. ^ "Разборка Apple Watch". 23 апреля 2015 г.
  12. ^ «Анализ чипа S1 Apple Watch выявил 30 отдельных компонентов в «совершенно уникальной» упаковке». 7 мая 2015 г.
  13. ^ «Введение в технологию микрофонов MEMS — аналоговые и цифровые микрофоны — технические статьи».
  14. ^ Все компоненты в Apple S1 SIP имеют цифровые интерфейсы, например усилители, микроконтроллер STM32, гироскопы, микрофоны MEMS, ИС управления питанием, чипы NFC, которые можно увидеть, посмотрев их технические описания или технические описания аналогичных продуктов от тех же производителей, например https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/MAX98390.pdf https://www.renesas.com/us/en/document/dst/da9080-datasheet https://www.st.com/resource/en/datasheet/lsm6dsox.pdf www.sensors.ch/doc/wearables_eloy_markets.pdf www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/1132058/BOARDCOM/BCM4334X.html
  15. ^ Ко, Ченг-Та; Ян, Генри; Лау, Джон; Ли, Мин; Ли, Марджи; Лин, Карри; Лин, Дж. В.; Чанг, Чие-Лин; Пан, Цзих-Юань; У, Син-Хуэй; Чэнь, Ю-Хуа; Чэнь, Тони; Сюй, Айрис; Ло, Пенни; Фань, Нельсон (01.10.2018). «Проектирование, материалы, процесс и изготовление гетерогенной интеграции на уровне панели с разветвлением». Журнал микроэлектроники и электронной упаковки . 15 (4): 141–147. doi :10.4071/imaps.734552. ISSN  1551-4897. S2CID  226940879.
  16. ^ Эд Сперлинг, Semiconductor Engineering. «Почему упаковка имеет значение». 19 ноября 2015 г. Получено 16 марта 2016 г.
  17. ^ Сотрудники Tech Search International и Chip Scale Review, Chip Scale Review. «Основные OSAT позиционируются для возможностей роста в SiP». Выпуск за май/июнь. Получено 22 июня 2016 г.