И СПЦ (Систем на CHIP) и SIP (систем во пакет) се важни пресвртници во развојот на современи интегрирани кола, што овозможуваат минијатуризација, ефикасност и интеграција на електронските системи.
1. Дефиниции и основни концепти на СПЦ и голтка
СПЦ (систем на чип) - Интегрирање на целиот систем во еден чип
СПЦ е како облакодер, каде што сите функционални модули се дизајнирани и интегрирани во истиот физички чип. Основната идеја на СПЦ е да ги интегрира сите основни компоненти на електронскиот систем, вклучувајќи го процесорот (процесорот), мемориските, комуникациските модули, аналогните кола, сензорите за интерфејси и разни други функционални модули, на еден чип. Предностите на СПЦ лежат во високото ниво на интеграција и мала големина, обезбедувајќи значителни придобивки во перформансите, потрошувачката на енергија и димензиите, што го прави особено погоден за производи со високи перформанси, чувствителни на енергија. Процесорите во паметните телефони на Apple се примери на чипови со СПЦ.
Да се илустрира, СПЦ е како „супер зграда“ во град, каде што сите функции се дизајнирани во рамките на, а разни функционални модули се како различни подови: некои се канцелариски области (процесори), некои се забавни области (меморија), а некои се комуникациски мрежи (комуникациски интерфејси), сите концентрирани во истата зграда (CHIP). Ова му овозможува на целиот систем да работи на еден силиконски чип, постигнувајќи поголема ефикасност и перформанси.
Голтка (систем во пакет) - комбинирање на различни чипови заедно
Пристапот на SIP технологијата е различен. Повеќе е како пакување повеќе чипови со различни функции во истиот физички пакет. Тој се фокусира на комбинирање на повеќе функционални чипови преку технологија за пакување наместо да ги интегрира во еден чип како СПЦ. SIP дозволува повеќе чипови (процесори, меморија, RF чипови, итн.) Да се спакуваат рамо до рамо или да се рангираат во истиот модул, формирајќи решение на ниво на систем.
Концептот на SIP може да се спореди со составување алатки. Комплетот со алатки може да содржи различни алатки, како што се шрафцигери, чекани и вежби. Иако тие се независни алатки, сите тие се унифицирани во една кутија за удобна употреба. Придобивката од овој пристап е што секоја алатка може да се развие и произведе одделно, и тие можат да се „соберат“ во системски пакет по потреба, обезбедувајќи флексибилност и брзина.
2 Технички карактеристики и разлики помеѓу СПЦ и СИП
Разлики на методот на интеграција:
СПЦ: Различни функционални модули (како што се процесорот, меморијата, I/O, итн.) Се директно дизајнирани на истиот силиконски чип. Сите модули го делат истиот основен процес и логиката на дизајнот, формирајќи интегриран систем.
SIP: Може да се произведат различни функционални чипови со употреба на различни процеси, а потоа да се комбинираат во еден модул за пакување со употреба на 3Д технологија за пакување за да се формира физички систем.
Дизајн сложеност и флексибилност:
СПЦ: Бидејќи сите модули се интегрирани во еден чип, комплексноста на дизајнот е многу висока, особено за колаборативниот дизајн на различни модули како што се дигитални, аналогни, РФ и меморија. Ова бара инженерите да имаат длабоки можности за дизајн на вкрстени домени. Покрај тоа, ако има проблем со дизајнот со кој било модул во СПЦ, целиот чип можеби ќе треба да се редизајнира, што претставува значителни ризици.
СИП: За разлика од тоа, SIP нуди поголема флексибилност во дизајнот. Различни функционални модули можат да бидат дизајнирани и потврдени одделно пред да бидат спакувани во систем. Ако се појави проблем со модул, само тој модул треба да се замени, оставајќи ги другите делови да бидат засегнати. Ова исто така овозможува побрзи брзини на развој и пониски ризици во споредба со СПЦ.
Компатибилност и предизвици на процесот:
СПЦ: Интегрирање на различни функции како што се дигитални, аналогни и РФ на еден чип се соочува со значителни предизвици во компатибилноста на процесите. Различни функционални модули бараат различни процеси на производство; На пример, на дигиталните кола им се потребни процеси со голема брзина, со мала моќност, додека аналогните кола може да бараат попрецизна контрола на напонот. Постигнувањето компатибилност меѓу овие различни процеси на истиот чип е исклучително тешко.
SIP: Преку технологија за пакување, SIP може да интегрира чипови произведени со употреба на различни процеси, решавање на проблемите со компатибилноста на процесот со кои се соочува технологијата на SOC. SIP дозволува повеќе хетерогени чипови да работат заедно во истиот пакет, но прецизните барања за технологија за пакување се големи.
Циклус и трошоци за истражување и развој:
СПЦ: Бидејќи СПЦ бара дизајнирање и верификација на сите модули од нула, циклусот на дизајн е подолг. Секој модул мора да претрпи ригорозен дизајн, верификација и тестирање, а целокупниот процес на развој може да трае неколку години, што резултира во високи трошоци. Сепак, еднаш во масовно производство, единечната цена е помала како резултат на високата интеграција.
SIP: Циклусот R&D е пократок за SIP. Бидејќи SIP директно ги користи постојните, потврдени функционални чипови за пакување, го намалува времето потребно за редизајн на модулот. Ова овозможува побрзо лансирање на производи и значително ги намалува трошоците за истражување и развој.
Перформанси и големина на системот:
СПЦ: Бидејќи сите модули се на истиот чип, одложувањата во комуникацијата, загубите на енергија и мешањето на сигналот се минимизираат, давајќи им на СОЦ да има неспоредлива предност во перформансите и потрошувачката на енергија. Неговата големина е минимална, што го прави особено погоден за апликации со високи перформанси и барања за електрична енергија, како што се паметни телефони и чипови за обработка на слики.
SIP: Иако нивото на интеграција на SIP не е толку високо како онаа на SoC, сепак може компактно да спакува различни чипови заедно со употреба на повеќеслојна технологија за пакување, што резултира во помала големина во споредба со традиционалните решенија со повеќе чипови. Покрај тоа, бидејќи модулите се физички спакувани отколку интегрирани на истиот силиконски чип, додека перформансите може да не одговараат на онаа на СПЦ, сепак може да ги задоволи потребите на повеќето апликации.
3 сценарија за апликации за СПЦ и СИП
Сценари за апликации за СПЦ:
СПЦ е обично погоден за полиња со високи барања за големина, потрошувачка на енергија и перформанси. На пример:
Паметни телефони: Процесорите во паметните телефони (како што се чипови на серии на Apple или Snapdragon на Qualcomm) обично се високо интегрирани SOC кои вклучуваат процесор, GPU, единици за обработка на АИ, комуникациски модули, итн., Потребни се и моќни перформанси и ниска потрошувачка на енергија.
Обработка на слика: Во дигиталните камери и беспилотни летала, единиците за обработка на слики честопати бараат силни паралелни способности за обработка и мала латентност, што СПЦ може ефикасно да ги постигне.
Вградени системи со високи перформанси: СПЦ е особено погоден за мали уреди со строги барања за енергетска ефикасност, како што се IoT уреди и заложни за носење.
Сценари за апликации за СИП:
SIP има поширок спектар на сценарија за примена, погодни за полиња за кои е потребен брз развој и мултифункционална интеграција, како што се:
Опрема за комуникација: За основните станици, рутерите, итн., SIP може да интегрира повеќе процесори за RF и дигитален сигнал, забрзувајќи го циклусот на развој на производот.
Електроника на потрошувачи: За производи како паметни часовници и слушалки за Bluetooth, кои имаат брзи циклуси за надградба, SIP технологијата овозможува побрзо лансирање на нови производи.
Автомобилска електроника: Контролните модули и радарските системи во автомобилските системи можат да користат SIP технологија за брзо интегрирање на различни функционални модули.
4 Идни трендови на развој на СПЦ и СИП
Трендови во развојот на СПЦ:
СПЦ ќе продолжи да се развива кон поголема интеграција и хетерогена интеграција, потенцијално вклучување на поголема интеграција на АИ процесорите, 5G комуникациски модули и други функции, придвижувајќи понатамошна еволуција на интелигентни уреди.
Трендови во развојот на СИП:
SIP сè повеќе ќе се потпира на напредни технологии за пакување, како што се 2,5D и 3D напредокот на пакување, за цврсто пакување чипови со различни процеси и функции заедно за да ги исполнат брзо менување на барањата на пазарот.
5. Заклучок
СПЦ е повеќе како градење мултифункционален супер облакодер, концентрирајќи ги сите функционални модули во еден дизајн, погодни за апликации со екстремно високи барања за перформанси, големина и потрошувачка на енергија. SIP, од друга страна, е како „пакување“ различни функционални чипови во систем, фокусирајќи се повеќе на флексибилност и брз развој, особено погодно за електроника на потрошувачи за кои е потребно брзо ажурирање. И двајцата имаат свои предности: Соц ги потенцира оптималните перформанси на системот и оптимизацијата на големината, додека SIP ја истакнува флексибилноста на системот и оптимизацијата на циклусот на развој.
Време на пост: Октомври-28-2024 година