اخبار صنعت: تفاوت بین SOC و SIP (سیستم-بسته) چیست؟

مفهوم SIP را می توان برای مونتاژ یک جعبه ابزار تشبیه کرد. جعبه ابزار می تواند شامل ابزارهای مختلفی مانند پیچ ​​گوشتی ، چکش و مته باشد. اگرچه آنها ابزارهای مستقلی هستند ، اما همه آنها برای استفاده راحت در یک جعبه متحد هستند. فواید این رویکرد این است که هر ابزار می تواند به طور جداگانه توسعه و تولید شود ، و در صورت نیاز می توان آنها را در یک بسته سیستم "مونتاژ" کرد و انعطاف پذیری و سرعت را فراهم کرد.

2. خصوصیات فنی و تفاوت بین SOC و SIP

تفاوت روش ادغام:
SOC: ماژول های مختلف عملکردی (مانند CPU ، حافظه ، I/O و غیره) به طور مستقیم در همان تراشه سیلیکون طراحی شده اند. همه ماژول ها با همان فرآیند اساسی و منطق طراحی مشترک هستند و یک سیستم یکپارچه را تشکیل می دهند.
SIP: تراشه های عملکردی مختلف ممکن است با استفاده از فرآیندهای مختلف تولید شوند و سپس در یک ماژول بسته بندی واحد با استفاده از فناوری بسته بندی سه بعدی برای تشکیل یک سیستم فیزیکی ترکیب شوند.

پیچیدگی و انعطاف پذیری طراحی:
SOC: از آنجا که همه ماژول ها بر روی یک تراشه واحد ادغام شده اند ، پیچیدگی طراحی بسیار زیاد است ، به خصوص برای طراحی مشترک ماژول های مختلف مانند دیجیتال ، آنالوگ ، RF و حافظه. این امر به مهندسان نیاز دارد تا از قابلیت طراحی عمیق دامنه برخوردار باشند. علاوه بر این ، اگر مشکل طراحی با هر ماژول در SOC وجود داشته باشد ، ممکن است کل تراشه مجدداً طراحی شود که خطرات قابل توجهی را به همراه دارد.

 

SIP: در مقابل ، SIP انعطاف پذیری طراحی بیشتری را ارائه می دهد. ماژول های مختلف عملکردی را می توان قبل از بسته بندی در یک سیستم به طور جداگانه طراحی و تأیید کرد. اگر مسئله ای با ماژول ایجاد شود ، فقط آن ماژول باید تعویض شود و سایر قسمت ها را تحت تأثیر قرار نمی دهد. این همچنین امکان توسعه سریعتر و خطرات پایین تر در مقایسه با SOC را فراهم می کند.

سازگاری و چالش های فرآیند:
SOC: ادغام توابع مختلف مانند دیجیتال ، آنالوگ و RF بر روی یک تراشه واحد با چالش های قابل توجهی در سازگاری فرآیند روبرو است. ماژول های مختلف عملکردی نیاز به فرآیندهای تولید مختلف دارند. به عنوان مثال ، مدارهای دیجیتال به فرآیندهای کم سرعت و کم مصرف احتیاج دارند ، در حالی که مدارهای آنالوگ ممکن است به کنترل ولتاژ دقیق تری نیاز داشته باشند. دستیابی به سازگاری بین این فرآیندهای مختلف در همان تراشه بسیار دشوار است.

SIP: از طریق فناوری بسته بندی ، SIP می تواند تراشه های تولید شده با استفاده از فرآیندهای مختلف را ادغام کند و مسائل سازگاری فرآیند را که توسط فناوری SOC روبرو است ، حل کند. SIP به چندین تراشه ناهمگن اجازه می دهد تا در همان بسته با هم کار کنند ، اما شرایط دقیق فناوری بسته بندی زیاد است.

چرخه تحقیق و توسعه و هزینه ها:
SOC: از آنجا که SOC نیاز به طراحی و تأیید همه ماژول ها از ابتدا دارد ، چرخه طراحی طولانی تر است. هر ماژول باید تحت طراحی ، تأیید و آزمایش دقیق قرار بگیرد و روند کلی توسعه ممکن است چندین سال طول بکشد و در نتیجه هزینه های بالایی داشته باشد. با این حال ، یک بار در تولید انبوه ، هزینه واحد به دلیل ادغام زیاد کمتر است.
SIP: چرخه R&D برای SIP کوتاه تر است. از آنجا که SIP به طور مستقیم از تراشه های کاربردی موجود برای بسته بندی استفاده می کند ، زمان مورد نیاز برای طراحی مجدد ماژول را کاهش می دهد. این امر امکان راه اندازی سریعتر محصول را فراهم می کند و هزینه های تحقیق و توسعه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

عملکرد و اندازه سیستم:
SOC: از آنجا که همه ماژول ها در یک تراشه قرار دارند ، تأخیرهای ارتباطی ، تلفات انرژی و تداخل سیگنال به حداقل می رسد و به SOC مزیت بی نظیری در عملکرد و مصرف برق می دهد. اندازه آن حداقل است ، و آن را به ویژه برای برنامه هایی با نیازهای با کارایی بالا و قدرت مانند تلفن های هوشمند و تراشه های پردازش تصویر مناسب می کند.
SIP: اگرچه سطح ادغام SIP به اندازه SOC نیست ، اما هنوز هم می تواند تراشه های مختلف را با استفاده از فناوری بسته بندی چند لایه بسته بندی کند و در نتیجه اندازه کمتری در مقایسه با راه حل های سنتی چند چیپ باشد. علاوه بر این ، از آنجا که ماژول ها به جای یکپارچه سازی در همان تراشه سیلیکون ، از نظر جسمی بسته بندی می شوند ، در حالی که عملکرد ممکن است با SOC مطابقت نداشته باشد ، اما هنوز هم می تواند نیازهای اکثر برنامه ها را برآورده کند.

3. سناریوهای برنامه SoC و SIP

سناریوهای برنامه SoC:
SOC به طور معمول برای زمینه هایی با نیازهای بالا برای اندازه ، مصرف برق و عملکرد مناسب است. به عنوان مثال:
تلفن های هوشمند: پردازنده های تلفن های هوشمند (مانند تراشه های سری A اپل یا Snapdragon Qualcomm) معمولاً SOC های بسیار یکپارچه ای هستند که شامل CPU ، GPU ، واحدهای پردازش AI ، ماژول های ارتباطی و غیره هستند و به عملکرد قدرتمند و مصرف کم مصرف نیاز دارند.
پردازش تصویر: در دوربین های دیجیتال و هواپیماهای بدون سرنشین ، واحدهای پردازش تصویر اغلب به قابلیت پردازش موازی قوی و تأخیر کم نیاز دارند ، که SOC می تواند به طور مؤثر به آن دست یابد.
سیستم های تعبیه شده با کارایی بالا: SOC به ویژه برای دستگاه های کوچک با نیازهای دقیق بهره وری انرژی ، مانند دستگاه های IoT و پوشیدنی مناسب است.

سناریوهای برنامه SIP:
SIP طیف گسترده تری از سناریوهای کاربردی دارد ، مناسب برای زمینه هایی که نیاز به توسعه سریع و ادغام چند منظوره دارند ، مانند:
تجهیزات ارتباطی: برای ایستگاه های پایه ، روترها و غیره ، SIP می تواند چندین پردازنده RF و سیگنال دیجیتال را ادغام کند و چرخه توسعه محصول را تسریع کند.
مصرفی الکترونیک: برای محصولاتی مانند ساعتهای هوشمند و هدست های بلوتوث ، که دارای چرخه های به روزرسانی سریع هستند ، فناوری SIP امکان راه اندازی سریعتر محصولات جدید را فراهم می کند.
الکترونیک خودرو: ماژول های کنترل و سیستم های رادار در سیستم های خودرو می توانند از فناوری SIP برای ادغام سریع ماژول های مختلف عملکردی استفاده کنند.

4. روند توسعه آینده SOC و SIP

روند توسعه SOC:
SOC همچنان به سمت ادغام بالاتر و ادغام ناهمگن تکامل خواهد یافت ، که به طور بالقوه شامل ادغام بیشتر پردازنده های هوش مصنوعی ، ماژول های ارتباطی 5G و سایر کارکردها است و باعث تکامل بیشتر دستگاه های هوشمند می شود.

روند توسعه SIP:
SIP به طور فزاینده ای به فن آوری های بسته بندی پیشرفته مانند پیشرفت های بسته بندی 2.5D و سه بعدی متکی خواهد بود تا تراشه های محکم را با فرآیندهای مختلف و توابع در کنار هم بسته بندی کند تا تقاضای بازار به سرعت در حال تغییر باشد.

5. نتیجه گیری

SOC بیشتر شبیه ساخت یک آسمان خراش فوق العاده چند منظوره است ، و تمام ماژول های کاربردی را در یک طراحی متمرکز می کند ، مناسب برای برنامه های کاربردی با نیازهای بسیار بالا برای عملکرد ، اندازه و مصرف برق. از طرف دیگر ، SIP مانند "بسته بندی" تراشه های مختلف عملکردی در یک سیستم است و بیشتر روی انعطاف پذیری و توسعه سریع تمرکز می کند ، به ویژه برای الکترونیک های مصرفی که نیاز به به روزرسانی سریع دارند. هر دو نقاط قوت خود را دارند: SOC بر عملکرد بهینه سیستم و بهینه سازی اندازه تأکید می کند ، در حالی که SIP انعطاف پذیری سیستم و بهینه سازی چرخه توسعه را برجسته می کند.