Система в упаковке
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( февраль 2014 г. ) |
Система в корпусе ( SiP ) или система в корпусе — это ряд интегральных схем (ИС), заключенных в один корпус -носитель микросхем или включающих в себя подложку корпуса ИС, которая может включать в себя пассивные компоненты и выполнять функции всей системы. ИС могут быть сложены друг на друга с использованием пакета на упаковке , размещены рядом и/или встроены в подложку. [1] SiP выполняет все или большинство функций электронной системы и обычно используется при разработке компонентов для мобильных телефонов , цифровых музыкальных плееров и т. д. [2] Кристаллы, содержащие интегральные схемы, можно укладывать вертикально на подложку корпуса. Внутри они соединены тонкими проводами , прикрепленными к основе корпуса. В качестве альтернативы, при использовании технологии перевернутых чипов , для соединения сложенных друг с другом чипов и с подложкой корпуса используются выступы припоя, или даже оба метода могут использоваться в одном корпусе. SiP похожи на системы на кристалле (SoC), но менее тесно интегрированы и не размещены на одном полупроводниковом кристалле . [3]
SIP можно использовать либо для уменьшения размера системы, повышения производительности, либо для снижения затрат. [4] [5] Эта технология произошла от технологии многочиповых модулей (MCM), с той разницей, что в SiP также используется штабелирование кристаллов , при котором несколько микросхем или кристаллов укладываются друг на друга. [6] [7]
Технология
[ редактировать ]SiP-матрицы можно укладывать вертикально или укладывать горизонтально, используя такие методы, как чиплетная или лоскутная упаковка . SiP соединяют кристаллы с помощью стандартных проводных соединений вне кристалла или припоя, в отличие от немного более плотных трехмерных интегральных схем , которые соединяют многослойные кремниевые кристаллы с проводниками, проходящими через кристалл, с помощью сквозных кремниевых переходов . Было разработано множество различных методов 3D-упаковки для размещения множества довольно стандартных кристаллов микросхем на компактной площади. [8]
SiP могут содержать несколько микросхем или кристаллов, таких как специализированный процессор , DRAM , флэш-память , в сочетании с пассивными компонентами — резисторами и конденсаторами — все они установлены на одной подложке . Это означает, что полный функциональный блок может быть собран в одном корпусе, поэтому для его работы необходимо добавить несколько внешних компонентов. Это особенно ценно в средах с ограниченным пространством, таких как MP3-плееры и мобильные телефоны, поскольку снижает сложность печатной платы и общую конструкцию. Несмотря на свои преимущества, этот метод снижает производительность производства, поскольку любой дефектный чип в корпусе приведет к нефункциональной корпусной интегральной схеме, даже если все остальные модули в том же корпусе работоспособны.
SiP отличаются от архитектуры интегральной схемы общей системы на кристалле (SoC), которая объединяет компоненты, основанные на функциях, в одном кристалле . SoC обычно объединяет процессор, графические интерфейсы и интерфейсы памяти, подключение жесткого диска и USB , память с произвольным доступом и только для чтения памятью , а также вторичное хранилище и/или их контроллеры на одном кристалле. Для сравнения, SiP соединяет эти модули как дискретные компоненты в одном или нескольких корпусах микросхем или кристаллах. SiP напоминает традиционную материнской платы на базе ПК архитектуру , поскольку он разделяет компоненты по функциям и соединяет их через центральную интерфейсную плату. SiP имеет более низкую степень интеграции по сравнению с SoC. Гибридные интегральные схемы чем-то похожи на SiP, однако в них, как правило, используются более старые или менее совершенные технологии (как правило, используются однослойные печатные платы или подложки, не используется стекирование кристаллов, не используются флип-чипы или BGA для подключения компонентов или кристаллов, используйте только проводное соединение для подключения кристаллов или корпусов интегральных схем малого контура, используйте корпуса с двумя линейными выводами или пакеты с одинарным линейным расположением для взаимодействия вне гибридной ИС вместо BGA и т. д.). [9]
Технология SiP в первую очередь обусловлена ранними тенденциями рынка носимых устройств , мобильных устройств и Интернета вещей , которые не требуют большого количества производимых устройств, как на устоявшемся рынке SoC для потребителей и бизнеса. Поскольку Интернет вещей становится все более реальностью, а не мечтой, инновации происходят в системе на уровне микросхем и SiP, так что микроэлектромеханические (MEMS) датчики могут быть интегрированы в отдельный кристалл и контролировать подключение. [10]
Для решений SiP может потребоваться несколько технологий упаковки , таких как флип-чип , соединение проводов , упаковка на уровне пластины , сквозные кремниевые переходы (TSV), чиплеты и многое другое. [11] [12]
Поставщики
[ редактировать ]- Передовые микроустройства
- Амкор Технолоджи
- Атмел
- AMPAK Technology Inc.
- НАНИУМ, АО
- Группа АСЭ
- CeraMicro
- Технология ЧипСиП
- Кипарисовый полупроводник
- СТАТС ООО «ЧипПАК»
- Тошиба
- Ренесас
- СанДиск
- Samsung
- Кремниевые лаборатории
- Октаво Системы
- Северные полупроводники
- JCET
- Десай Сип
См. также
[ редактировать ]- Расширенная упаковка (полупроводники)
- Многочиповый модуль
- Система на кристалле (SoC)
- Гибридная интегральная схема (HIC)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Система INEMI в технологии упаковки , thor.inemi.org, июнь 2005 г., дата обращения 24 января 2024 г.
- ^ Пушкар Апте, WR Bottoms, Уильям Чен и Джордж Скализе, IEEE Spectrum. « Усовершенствованная упаковка чипов удовлетворяет потребности смартфонов ». 8 февраля 2011 г. Проверено 31 июля 2015 г.
- ^ Система в корпусе (SiP), история успеха // AnySilicon, 21 февраля 2020 г.
- ^ «Система в корпусе (SiP) – история успеха» . 21 февраля 2020 г.
- ^ «Вот почему система в упаковке имеет большое значение для будущих iWatch от Apple и всего остального» . 30 апреля 2014 г.
- ^ «MCM, SiP, SoC и гетерогенная интеграция: определение и объяснение» . 7 августа 2017 г.
- ^ «SiP — это новый SoC @ 56thDAC» . 21 февраля 2024 г.
- ^ Р. Уэйн Джонсон, Марк Стрикленд и Дэвид Герк, Программа НАСА по электронным деталям и упаковке. « 3-D упаковка: обзор технологий ». 23 июня 2005 г. Проверено 31 июля 2015 г.
- ^ Ко, Ченг-Та; Ян, Генри; Лау, Джон; Ли, Мин; Ли, Марджи; Лин, Карри; Лин, Дж.В.; Чанг, Цзе-Лин; Пан, Джих-Юань; У, Син-Хуэй; Чен, Ю-Хуа; Чен, Тони; Сюй, Ирис; Ло, Пенни; Фан, Нельсон (01 октября 2018 г.). «Проектирование, материалы, процесс и изготовление разветвленной гетерогенной интеграции на уровне панели» . Журнал микроэлектроники и электронной упаковки . 15 (4): 141–147. дои : 10.4071/imaps.734552 . ISSN 1551-4897 . S2CID 226940879 .
- ^ Эд Сперлинг, «Разработка полупроводников». « Почему упаковка имеет значение ». 19 ноября 2015 г. Проверено 16 марта 2016 г.
- ^ Автор: Tech Search International и сотрудники отдела обзора масштабов чипов, Обзор масштабов чипов. « Основные OSAT имеют возможности роста в SiP ». Выпуск май/июнь. Проверено 22 июня 2016 г.
- ^ «SiP — это новый SoC @ 56thDAC» . 21 февраля 2024 г.