SoC (Чиптеги система) жана SiP (Пакеттеги система) экөө тең заманбап интегралдык микросхемалардын өнүгүүсүндөгү маанилүү этаптар болуп, электрондук системаларды кичирейтүүгө, эффективдүүлүккө жана интеграциялоого мүмкүндүк берет.
1. SoC жана SiP аныктамалары жана негизги түшүнүктөрү
SoC (чиптеги система) - бүт системаны бир чипке интеграциялоо
SoC асман тиреген имаратка окшош, анда бардык функционалдык модулдар иштелип чыккан жана бир эле физикалык чипке бириктирилген. SoCтин негизги идеясы электрондук системанын бардык негизги компоненттерин, анын ичинде процессорду (CPU), эстутумду, байланыш модулдарын, аналогдук схемаларды, сенсор интерфейстерин жана башка ар кандай функционалдык модулдарды бир чипке интеграциялоо болуп саналат. SoC'тин артыкчылыктары анын жогорку интеграциялык деңгээлинде жана кичинекей өлчөмүндө жатат, бул аткаруу, кубаттуулукту керектөө жана өлчөмдөрдө олуттуу артыкчылыктарды камсыз кылуу менен, аны өзгөчө жогорку өндүрүмдүү, кубаттуулукту сезгич өнүмдөр үчүн ылайыктуу кылат. Apple смартфондорундагы процессорлор SoC чиптеринин мисалдары.
Мисалы, SoC шаардагы "супер имаратка" окшош, мында бардык функциялар долбоорлонгон жана ар кандай функционалдык модулдар ар башка кабаттар сыяктуу: кээ бирлери кеңсе аймактары (процессорлор), кээ бирлери оюн-зоок аймактары (эстутум) жана кээ бирлери коммуникация тармактары (коммуникациялык интерфейстер), баары бир имаратта (чипте) топтолгон. Бул бүтүндөй системага бир кремний чипте иштөөгө мүмкүндүк берип, жогорку натыйжалуулукту жана өндүрүмдүүлүктү камсыз кылат.
SiP (Пакеттеги система) - Ар кандай чиптерди бириктирүү
SiP технологиясынын мамилеси башкача. Бул бир эле физикалык пакеттин ичинде ар кандай функциялары бар бир нече чиптерди таңгактоо сыяктуу. Ал бир нече функционалдык чиптерди SoC сыяктуу бир чипке интеграциялоонун ордуна таңгактоо технологиясы аркылуу бириктирүүгө багытталган. SiP бир нече микросхемалардын (процессорлор, эс тутум, RF чиптери ж.б.) жанаша пакеттелишине же бир модулдун ичинде тизилишине мүмкүндүк берип, система деңгээлиндеги чечимди түзөт.
SiP түшүнүгүн инструменттер кутусун чогултууга окшоштурса болот. Аспаптар кутучасында бурагычтар, балкалар жана бургучтар сыяктуу ар кандай шаймандар болушу мүмкүн. Алар көз карандысыз инструменттер болсо да, алардын бардыгы ыңгайлуу колдонуу үчүн бир кутуга бириктирилген. Бул ыкманын артыкчылыгы ар бир инструментти өзүнчө иштеп чыгууга жана чыгарууга болот жана алар ийкемдүүлүктү жана ылдамдыкты камсыз кылуу менен зарылчылыкка жараша тутум пакетине "чогулушу" мүмкүн.
2. Техникалык мүнөздөмөлөрү жана SoC менен SiP ортосундагы айырмачылыктар
Интеграция ыкмасынын айырмачылыктары:
SoC: Ар кандай функционалдык модулдар (мисалы, CPU, эс тутум, киргизүү/чыгарма ж.б.) түздөн-түз бир эле кремний чипте иштелип чыккан. Бардык модулдар бирдиктүү системаны түзүп, бирдей негизги процессти жана дизайн логикасын бөлүшөт.
SiP: Ар кандай функционалдуу микросхемалар ар кандай процесстерди колдонуу менен өндүрүлүп, андан кийин физикалык системаны түзүү үчүн 3D таңгактоо технологиясын колдонуу менен бир таңгактоо модулуна бириктирилиши мүмкүн.
Дизайн татаалдыгы жана ийкемдүүлүгү:
SoC: Бардык модулдар бир чипте бириктирилгендиктен, дизайн татаалдыгы өтө жогору, айрыкча санариптик, аналогдук, RF жана эс тутум сыяктуу ар кандай модулдардын биргелешкен дизайны үчүн. Бул инженерлерден терең кайчылаш долбоорлоо мүмкүнчүлүктөрүн талап кылат. Андан тышкары, эгерде SoCде кандайдыр бир модулда дизайн маселеси бар болсо, анда бүт чипти кайра конструкциялоо керек болушу мүмкүн, бул олуттуу тобокелдиктерди жаратат.
SiP: Ал эми, SiP көбүрөөк дизайн ийкемдүүлүгүн сунуш кылат. Ар кандай функционалдык модулдар системага пакеттелгенге чейин өзүнчө иштелип чыгып, текшерилиши мүмкүн. Эгер модулда маселе жаралса, башка бөлүктөргө таасир этпей калтырып, ошол модулду гана алмаштыруу керек. Бул ошондой эле SoC менен салыштырганда өнүгүү ылдамдыгын тездетүүгө жана тобокелдиктерди төмөндөтүүгө мүмкүндүк берет.
Процесстин шайкештиги жана кыйынчылыктары:
SoC: Санариптик, аналогдук жана RF сыяктуу ар кандай функцияларды бир чипке интеграциялоо процесстин шайкештигинде олуттуу кыйынчылыктарга туш болот. Ар кандай функционалдык модулдар ар кандай өндүрүш процесстерин талап кылат; мисалы, санариптик схемалар жогорку ылдамдыктагы, аз кубаттуу процесстерге муктаж, ал эми аналогдук схемалар чыңалууну так башкарууну талап кылышы мүмкүн. Бир эле чипте бул ар түрдүү процесстердин ортосунда шайкештикке жетишүү өтө кыйын.
SiP: Таңгактоо технологиясы аркылуу SiP ар кандай процесстерди колдонуу менен өндүрүлгөн чиптерди бириктире алат, SoC технологиясы туш болгон процесстин шайкештик маселелерин чечет. SiP бир нече гетерогендүү микросхемалардын бир пакетте чогуу иштешине мүмкүндүк берет, бирок таңгактоо технологиясы үчүн тактык талаптары жогору.
R&D цикли жана чыгымдар:
SoC: SoC бардык модулдарды нөлдөн баштап иштеп чыгууну жана текшерүүнү талап кылгандыктан, дизайн цикли узунураак. Ар бир модуль катуу долбоорлоодон, текшерүүдөн жана тестирлөөдөн өтүшү керек жана жалпы иштеп чыгуу процесси бир нече жылга созулушу мүмкүн, натыйжада чоң чыгымдарды талап кылат. Бирок, бир жолу массалык өндүрүштө, жогорку интеграциядан улам бирдиктин баасы төмөн.
SiP: R&D цикли SiP үчүн кыскараак. SiP таңгактоо үчүн учурдагы, текшерилген функционалдык чиптерди түздөн-түз колдонгондуктан, модулду кайра долбоорлоо үчүн зарыл болгон убакытты кыскартат. Бул продукцияны тезирээк ишке киргизүүгө мүмкүндүк берет жана R&D чыгымдарын бир топ төмөндөтөт.
Системанын иштеши жана өлчөмү:
SoC: Бардык модулдар бир чипте болгондуктан, байланыш кечигүүлөрү, энергиянын жоготуулары жана сигналдык тоскоолдуктар минималдаштылат, бул SoCге иштөөдө жана энергия керектөөдө теңдешсиз артыкчылык берет. Анын көлөмү минималдуу болгондуктан, смартфондор жана сүрөт иштетүүчү чиптер сыяктуу жогорку өндүрүмдүүлүк жана кубаттуулук талаптары бар колдонмолор үчүн өзгөчө ылайыктуу.
SiP: SiPдин интеграция деңгээли SoCдикиндей жогору болбосо да, ал дагы эле көп катмарлуу таңгактоо технологиясын колдонуп, ар кандай микросхемаларды чогуу топтой алат, натыйжада салттуу көп чиптүү чечимдерге салыштырмалуу кичине өлчөмдө болот. Мындан тышкары, модулдар бир эле кремний чипине интеграцияланган эмес, физикалык жактан пакеттелгендиктен, иштеши SoCдикине дал келбеши мүмкүн, бирок ал дагы эле көпчүлүк колдонмолордун муктаждыктарын канааттандыра алат.
3. SoC жана SiP үчүн колдонуу сценарийлери
SoC үчүн колдонуу сценарийлери:
SoC, адатта, көлөмү, энергия керектөө жана аткаруу талаптары жогору болгон талаалар үчүн ылайыктуу. Мисалы:
Смартфондор: Смартфондордогу процессорлор (мисалы, Apple'дин A-сериясындагы чиптери же Qualcomm'тун Snapdragon) адатта CPU, GPU, AI иштетүү бирдиктерин, байланыш модулдарын ж.б. камтыган жогорку интеграцияланган SoC болуп саналат, алар күчтүү аткарууну жана аз энергия керектөөнү талап кылат.
Сүрөттү иштетүү: Санарип камераларда жана дрондордо сүрөт иштетүүчү бөлүмдөр көбүнчө күчтүү параллелдүү иштетүү мүмкүнчүлүктөрүн жана аз күтүү мөөнөтүн талап кылат, бул SoC натыйжалуу ишке ашыра алат.
Жогорку өндүрүмдүүлүктөгү орнотулган тутумдар: SoC өзгөчө IoT шаймандары жана тагынуучу шаймандар сыяктуу энергиянын натыйжалуулугун катуу талап кылган чакан түзмөктөр үчүн ылайыктуу.
SiP үчүн колдонуу сценарийлери:
SiP тез иштеп чыгууну жана көп функциялуу интеграцияны талап кылган тармактарга ылайыктуу, колдонуу сценарийлеринин кеңири спектрине ээ, мисалы:
Байланыш жабдуулары: Базалык станциялар, роутерлер ж.б.у.с. үчүн SiP бир нече RF жана санариптик сигнал процессорлорун бириктирип, продуктунун өнүгүү циклин тездетет.
Керектөөчү электроника: Акылдуу сааттар жана Bluetooth гарнитуралары сыяктуу тез жаңыртуу циклдери бар өнүмдөр үчүн SiP технологиясы жаңы функцияларды тезирээк ишке киргизүүгө мүмкүндүк берет.
Автоунаа электроникасы: Автоунаа системаларындагы башкаруу модулдары жана радар системалары ар кандай функциялык модулдарды тез интеграциялоо үчүн SiP технологиясын колдоно алат.
4. SoC жана SiPтин келечектеги өнүгүү тенденциялары
SoC өнүктүрүү тенденциялары:
SoC интеллектуалдык түзүлүштөрдүн андан ары эволюциясына түрткү болгон AI процессорлорун, 5G байланыш модулдарын жана башка функцияларды көбүрөөк интеграциялоону камтыган жогорку интеграцияга жана гетерогендүү интеграцияга карай өнүгө берет.
SiP өнүгүү тенденциялары:
SiP өнүккөн таңгактоо технологияларына, мисалы, 2.5D жана 3D таңгактоо прогресстерине көбүрөөк таянып, тез өзгөрүп турган рыноктун талаптарын канааттандыруу үчүн ар кандай процесстер жана функциялар менен чиптерди тыгыз пакеттөө үчүн.
5. Корутунду
SoC көп функционалдуу супер асман тиреген имаратты курууга окшош, бардык функционалдык модулдарды бир дизайнга топтоп, аткаруу, көлөмү жана энергия керектөө үчүн өтө жогорку талаптары бар колдонмолорго ылайыктуу. SiP, экинчи жагынан, ийкемдүүлүккө жана тез өнүгүүгө көбүрөөк көңүл бурган, өзгөчө тез жаңыртууларды талап кылган керектөөчү электроника үчүн ылайыктуу, ар кандай функционалдык чиптерди системага "пакет" сыяктуу. Экөөнүн тең күчтүү жактары бар: SoC системанын оптималдуу иштешин жана өлчөмүн оптималдаштырууну баса белгилейт, ал эми SiP системанын ийкемдүүлүгүн жана өнүгүү циклин оптималдаштырууну баса белгилейт.
Пост убактысы: 28-окт.2024