SIP半导体技术概述

关键的外卖

• SiP半导体技术提供了一个强大的解决方案集成多个集成电路在一个包中,

• 区分口从其他包装风格,如soc和反水雷舰,是至关重要的。虽然口提供较低水平的集成与soc相比,他们擅长创建完整的系统在一个包的能力

• 口提供了许多优点,包括缩短上市时间,降低了装配和测试成本,提高电气性能,简化PCB布局。

SiP半导体可以更好、更有效地设计。

SiP半导体技术变革了多个集成电路的集成,允许创建和高度紧凑功能的电子系统。通过结合各种芯片在一个或多个芯片载体包、SiP系统设计提供了一个通用的方法。随着包装技术,如package-on-package进步,2.5 d和3 d-ics倒装芯片,SiP半导体获得了在应用程序从移动电话到数字音乐播放器。在本文中,我们将深入研究错综复杂的SiP半导体技术,探索它的优点,不同于其他的包装风格,互连方法,以及伴随其发展的挑战。

什么是SiP半导体

系统在一个包(SiP)是指多个集成电路的集成在一个或多个芯片载体包,允许使用package-on-package叠加技术。SiP半导体有能力执行大多数,如果不是全部,电子系统的功能。它通常用于为手机设计的组件,数字音乐播放器,和类似的设备。

SiP半导体技术概述

SiP半导体模具提供的灵活性被堆叠垂直或水平平铺的使用技术,如chiplets或被子包装。在口,通过标准片外模之间建立连接导线债券或焊料。相比之下,稍密集三维集成电路采用导体运行通过堆叠硅模具建立连接。

口有能力将多个芯片在一个包中。这些芯片可以包括:

• 专门的处理器
• 动态随机存取记忆体
• 闪存
• 被动元件电阻和电容。

所有这些组件都安装在同一衬底。结果,就有可能创建一个完整的功能单位multi-chip包内,减少了需要额外的外部组件操作。

为了实现垂直叠加,死包含集成电路可以放置在衬底上对方。这些模具内部连接好电线连着的包。另外,在倒装芯片技术焊料,利用加入芯片堆叠在一起。口与系统芯片(soc)分享相似但更紧密集成和不依赖于单个半导体死去。

SiP与SoC

口和soc集成电路是两个不同的体系结构具有不同的特征。在soc的情况下,基于功能组件集成到一个单一的电路死去。这导致一个高度集成的解决方案,所有所需的电子元素都包含在一个芯片上。

另一方面,小口采取一种不同的方法通过连接模块作为离散的组件在一个或多个芯片载体包。此体系结构与传统motherboard-based PC架构,基于功能和组件分离连接通过一个中央接口电路板。

集成而言,口有一个低水平的集成而出类拔萃。而SoC包含所有必要的电子元件在单一芯片,SiP由单个芯片容纳在一个包中,每一个特定的服务功能。

SiP与罗马数字

异构集成可以采取多种形式,包括chiplet-based设计,multi-chip模块(反水雷舰),在包(SiP)和系统。定义这些包装风格很有挑战性,有重叠的特性和不同的不同的供应商所使用的术语。然而,一些可以使他们之间产生差别。

MCM和SiP的主要区别在于他们的范围和功能。而MCM并不一定需要一个完整的系统,设计了SiP系统在一个单一的包。一口集成多个集成电路(ICs)连同支持被动元器件到一个统一的包中。相比之下,一个罗马数字表示一个紧耦合的子系统或模块打包在一起。它可能不包括整个系统的功能,但作为一个有凝聚力的单位。

SiP半导体设计和包装

SiP半导体解决方案合并多个包装技术,包括倒装芯片、引线结合,和wafer-level包装等。近年来,已经有重大进展在提高SiP等进步2.5 d和3 d-ics package-on-package,倒装芯片。几个因素推动这些变化。

首先,模拟知识产权(IP)规模不一样容易数字电路在不同的流程节点,使它具有挑战性和昂贵的迁移IC设计按照摩尔定律。收缩的能力在年长的数字部分,同时保持模拟过程几何图形越来越吸引人,但是这需要非常复杂的模具之间的沟通。

其次,功能萎缩和更多的功能被添加到半导体,电线的长度和厚度增加,导致芯片内的信号传播时间。通过一个由包装不同芯片在一起,相互联系的插入器或通过(TSV),在矽信号可以通过减少加速线距离,拓宽渠道。

第三,对延长电池寿命的需求信号传输的移动设备需要降低功耗。缩短信号旅行的距离,尤其是从记忆,扩大渠道直接对能源效率的影响。

SIP互连

生产的SiP半导体、钢丝粘合或碰撞技术通常用于互连。装配过程本身对SiP制造业构成挑战。它需要的能力水平和垂直组装和互连多个死亡。死亡堆积,多个模具放置在彼此之上,广泛利用先进的SiP制造业,SiP的绰号“3 d包。”

倒装芯片键合是另一个互连方法用于吸允,独立或与钢丝结合。倒装芯片配置可以应用于上或下模,根据设计意图。倒装芯片底部直接死在衬底允许高速操作,而倒装芯片顶死消除了需要长电线连接到基板上。

SiP的优点和缺点

除了缩短上市时间,SIP半导体制造提供了各种优势。

• 一个明显的好处是减少的整体装配和测试成本,因为只有一个包需要创建系统的组装和测试。

• 口为改进的电气性能由于短包内的互联。

• 另一个优势是最终的应用程序模块装配过程的简化,口要求简单的PCB布局。这是可能的,因为复杂的互连所需的系统已经在处理SIP。

• 其他优点包括小型化,降低成本,产量和可制造性,可靠性和天线集成功能。

有效的散热口发展的一个关键挑战。商用芯片设计散热通过自己的包可能纳入口时造成困难。多个芯片挤在一起在一个SiP可以导致重要的蓄热,要求认真的热管理在SiP半导体开发过程。

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