Как лучшие предложения, хвост не застрял
SiP (система в упаковке) — это технология, объединяющая две или более интегральных схемы в один корпус, упрощающая создание функциональных микросхем для смартфонов и других электронных устройств. Его главное преимущество — миниатюризация, позволяющая производить более тонкие и компактные устройства, а также снижать энергопотребление.
SiP или система в упаковке (Изображение: Vitor Pádua / )
Как работает SiP (система в упаковке)?
SiP объединяет процессор, ОЗУ, флэш-память, резисторы, конденсаторы, разъемы и антенны на одной подложке. По словам AnySilicon, посредника в полупроводниковой промышленности, он обладает высокой гибкостью конструкции и теоретически может содержать неограниченное количество интегральных схем.
SiP объединяет в одном корпусе различные типы полупроводников, например:
- Кремний (Si)
- Кремний-германий (SiGe)
- Нитрид галлия (GaN)
- Арсенид галлия (GaAs)
Каждый полупроводник оптимизирован для определенных функций, таких как обработка данных, хранение, электропитание и беспроводное соединение.
SiP соединяет схемы, основанные на различных производственных процессах, и обычно сочетает в себе несколько процессов инкапсуляции, таких как соединение проводов, упаковка на уровне пластины и флип-чип. Просто добавьте несколько внешних компонентов и подключите их к материнской плате, чтобы создать полноценные и компактные устройства.
Из каких компонентов состоит SiP?
Схема Snapdragon SiP 1 (Изображение: Раскрытие информации / Qualcomm)
Компоненты SiP (система в упаковке) могут различаться в зависимости от приложения и производителя. В целом можно отметить следующие элементы:
- ПРОЦЕССОР: процессор для вычисления данных;
- ГП: для обработки графики;
- Оперативная память: открывать и запускать приложения;
- флэш-память: для хранения данных;
- Аналоговые схемы: комбинация транзисторов, резисторов и конденсаторов, которые используют аналоговые сигналы, а не двоичные импульсы, как цифровые схемы;
- Датчики: для измерения движения (акселерометр, гироскоп) и др.;
- Модем: для сотовой связи, такой как 4G или 5G;
- Трансцепторы РФ: для подключения по Wi-Fi и Bluetooth.
Каковы основные преимущества SiP?
Использование SiP в смартфонах и другой компактной электронике дает следующие преимущества:
- Более высокая производительность: SiP ускоряют путь электрических сигналов между чипами благодаря более коротким проводам и более широким каналам, в то время как полупроводники требуют более длинных и тонких проводов для интеграции различных функций;
- Повышенная энергоэффективность: SiP сокращают расстояния, которые должны пройти электрические сигналы, в основном в память и из памяти, снижая потребление энергии и батареи;
- Самая низкая стоимость: SiP снижают стоимость интеграции аналоговых схем, которые сложнее мигрировать на литографии меньшего размера (идеально подходит для цифровых схем);
- Экономия места: SiP позволяют вам предоставить комплексное решение, интегрируя внешние устройства, такие как антенна Wi-Fi, датчики MEMS и пассивные компоненты, которые не помещаются в SoC.
Каковы приложения SiP?
Использование технологии System in Package связано с несколькими отраслями. Основные области применения SiP:
- Бытовая электроника, такая как смартфоны (например, Snapdragon SiP 1), носимые устройства и подключенный дом;
- автомобили;
- Телекоммуникации;
- Промышленные системы;
- Аэрокосмическая промышленность.
Какие основные производители SiP?
В список производителей SiP входят следующие компании:
- АСЭ Холдингс
- Фуджицу
- Qualcomm
- Ренесас
- Самсунг Электроникс
- Инструменты Техаса
- Тошиба
По данным консалтинговой компании Allied Market Research, в 2020 году рынок SiP оценивался в 14,8 млрд долларов США и, как ожидается, достигнет 34,2 млрд долларов США в 2030 году.
В чем разница между SiP и SoC?
Основное отличие SiP (System in Package) от SoC (System-on-a-Chip) заключается в «кристалле», то есть в полупроводниковом блоке, на котором монтируется функциональный чип. SiP является многочиповым: он объединяет в одном корпусе несколько компонентов на отдельных кристаллах. Между тем, SoC включает в себя все необходимые компоненты на одном кристалле, на одном чипе.
Например, SoC может интегрировать центральный процессор (CPU), графический процессор (GPU), память и хранилище на одном кремниевом основании, упакованном в виде одного чипа. Производительность, как правило, выше, чем у SiP, из-за большего количества цепей внутри чипа; но стоимость разработки SoC может быть выше.
Между тем, SiP объединяет кристаллы из разных производственных процессов, соединяет их все и собирает на одной печатной плате. Это обеспечивает большую гибкость конструкции.
SiP может состоять из сотен объединенных элементов. Например, Apple Watch используют процесс SiP с момента своего первого поколения в 2015 году, объединяя более 20 микросхем и 800 компонентов в корпусе толщиной 1 мм, по данным производителя Utmel Electronics.
Система в пакетеСистема-на-чипе (SoC)Memoria RAMWi-FiApple WatchGPUBluetooth