Həm SoC (Sistem on Chip) və SiP (System in Package) müasir inteqral sxemlərin inkişafında mühüm mərhələlərdir və elektron sistemlərin miniatürləşdirilməsinə, səmərəliliyinə və inteqrasiyasına imkan verir.
1. SoC və SiP-nin tərifləri və əsas anlayışları
SoC (Sistem on Chip) - Bütün sistemin bir çipə inteqrasiyası
SoC göydələnə bənzəyir, burada bütün funksional modullar eyni fiziki çipə dizayn edilib inteqrasiya olunub. SoC-nin əsas ideyası elektron sistemin bütün əsas komponentlərini, o cümlədən prosessor (CPU), yaddaş, rabitə modulları, analoq sxemlər, sensor interfeyslər və müxtəlif funksional modulları bir çip üzərində birləşdirməkdir. SoC-nin üstünlükləri onun yüksək səviyyədə inteqrasiyası və kiçik ölçüsündədir, performans, enerji istehlakı və ölçülərdə əhəmiyyətli üstünlüklər təmin edir və onu xüsusilə yüksək performanslı, gücə həssas məhsullar üçün uyğun edir. Apple smartfonlarındakı prosessorlar SoC çiplərinə nümunədir.
Nümunə üçün, SoC şəhərdəki "super bina" kimidir, burada bütün funksiyalar daxilində dizayn edilir və müxtəlif funksional modullar fərqli mərtəbələrə bənzəyir: bəziləri ofis sahələri (prosessorlar), bəziləri əyləncə sahələri (yaddaş), bəziləri isə kommunikasiya şəbəkələri (kommunikasiya interfeysləri), hamısı eyni binada (çip) cəmləşmişdir. Bu, bütün sistemin bir silikon çip üzərində işləməsinə imkan verir, daha yüksək effektivliyə və performansa nail olur.
SiP (Paketdə Sistem) - Müxtəlif çipləri bir yerdə birləşdirir
SiP texnologiyasına yanaşma fərqlidir. Bu, daha çox eyni fiziki paket daxilində müxtəlif funksiyaları olan birdən çox çipin qablaşdırılmasına bənzəyir. O, SoC kimi bir çipə inteqrasiya etmək əvəzinə, qablaşdırma texnologiyası vasitəsilə çoxlu funksional çipləri birləşdirməyə diqqət yetirir. SiP sistem səviyyəli həlli formalaşdırmaqla çoxsaylı çipin (prosessorlar, yaddaş, RF çipləri və s.) yan-yana qablaşdırılmasına və ya eyni modul daxilində yığılmasına imkan verir.
SiP konsepsiyasını alətlər qutusunun yığılmasına bənzətmək olar. Alətlər qutusunda tornavidalar, çəkiclər və matkaplar kimi müxtəlif alətlər ola bilər. Onlar müstəqil alətlər olsalar da, rahat istifadə üçün hamısı bir qutuda birləşdirilir. Bu yanaşmanın üstünlüyü ondan ibarətdir ki, hər bir alət ayrı-ayrılıqda işlənib hazırlana və istehsal oluna bilər və onlar lazım olduqda sistem paketinə "birləşdirilə" və çeviklik və sürət təmin edə bilər.
2. Texniki Xüsusiyyətlər və SoC və SiP arasındakı fərqlər
İnteqrasiya metodunun fərqləri:
SoC: Fərqli funksional modullar (məsələn, CPU, yaddaş, I/O və s.) birbaşa eyni silikon çipdə dizayn edilmişdir. Bütün modullar eyni əsas prosesi və dizayn məntiqini paylaşaraq inteqrasiya olunmuş bir sistem təşkil edir.
SiP: Müxtəlif funksional çiplər müxtəlif proseslərdən istifadə etməklə istehsal oluna bilər və sonra fiziki sistem yaratmaq üçün 3D qablaşdırma texnologiyasından istifadə edərək tək qablaşdırma modulunda birləşdirilə bilər.
Dizaynın mürəkkəbliyi və çevikliyi:
SoC: Bütün modullar bir çipdə birləşdirildiyi üçün dizayn mürəkkəbliyi çox yüksəkdir, xüsusən rəqəmsal, analoq, RF və yaddaş kimi müxtəlif modulların birgə dizaynı üçün. Bu, mühəndislərin dərin domenlər arası dizayn imkanlarına malik olmasını tələb edir. Üstəlik, SoC-də hər hansı bir modulda dizayn problemi varsa, bütün çipin yenidən dizayn edilməsinə ehtiyac ola bilər ki, bu da əhəmiyyətli risklər yaradır.
SiP: Bunun əksinə olaraq, SiP daha çox dizayn çevikliyi təklif edir. Müxtəlif funksional modullar sistemə qablaşdırılmazdan əvvəl ayrıca dizayn edilə və yoxlanıla bilər. Modulla bağlı problem yaranarsa, yalnız həmin modul dəyişdirilməlidir, digər hissələri təsirsiz qalmalıdır. Bu, həm də SoC ilə müqayisədə daha sürətli inkişaf sürətinə və daha az riskə imkan verir.
Proses Uyğunluğu və Problemlər:
SoC: Rəqəmsal, analoq və RF kimi müxtəlif funksiyaları bir çipə inteqrasiya etmək proses uyğunluğunda əhəmiyyətli çətinliklərlə üzləşir. Fərqli funksional modullar müxtəlif istehsal prosesləri tələb edir; məsələn, rəqəmsal sxemlər yüksək sürətli, az enerjili proseslərə ehtiyac duyur, analoq sxemlər isə daha dəqiq gərginliyə nəzarət tələb edə bilər. Eyni çipdə bu müxtəlif proseslər arasında uyğunluğa nail olmaq olduqca çətindir.
SiP: Qablaşdırma texnologiyası vasitəsilə SiP, SoC texnologiyasının üzləşdiyi proses uyğunluğu problemlərini həll edərək, müxtəlif proseslərdən istifadə edərək istehsal edilən çipləri birləşdirə bilər. SiP bir neçə heterojen çipin eyni paketdə birlikdə işləməsinə imkan verir, lakin qablaşdırma texnologiyası üçün dəqiqlik tələbləri yüksəkdir.
R&D dövrü və xərclər:
SoC: SoC bütün modulların sıfırdan layihələndirilməsini və yoxlanılmasını tələb etdiyi üçün dizayn dövrü daha uzun olur. Hər bir modul ciddi dizayn, yoxlama və sınaqdan keçməlidir və ümumi inkişaf prosesi bir neçə il çəkə bilər ki, bu da yüksək xərclərlə nəticələnir. Bununla belə, kütləvi istehsalda bir dəfə yüksək inteqrasiyaya görə vahid dəyəri daha aşağı olur.
SiP: Ar-Ge dövrü SiP üçün daha qısadır. SiP qablaşdırma üçün mövcud, təsdiqlənmiş funksional çiplərdən birbaşa istifadə etdiyi üçün modulun yenidən dizaynı üçün lazım olan vaxtı azaldır. Bu, məhsulun daha sürətli buraxılmasına imkan verir və R&D xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
Sistem Performansı və Ölçüsü:
SoC: Bütün modullar eyni çipdə olduğundan, rabitə gecikmələri, enerji itkiləri və siqnal müdaxiləsi minimuma endirilir, bu da SoC-yə performans və enerji istehlakında misilsiz üstünlük verir. Onun ölçüsü minimaldır, bu onu xüsusilə smartfonlar və görüntü emal çipləri kimi yüksək performans və güc tələbləri olan proqramlar üçün uyğun edir.
SiP: SiP-nin inteqrasiya səviyyəsi SoC-ninki qədər yüksək olmasa da, o, çoxqatlı qablaşdırma texnologiyasından istifadə edərək müxtəlif çipləri bir arada yığa bilir və nəticədə ənənəvi çox çipli həllər ilə müqayisədə daha kiçik ölçü əldə edilir. Üstəlik, modullar eyni silikon çip üzərində birləşdirilmiş deyil, fiziki olaraq qablaşdırıldığından, performans SoC ilə uyğun gəlməsə də, o, hələ də əksər tətbiqlərin ehtiyaclarını ödəyə bilər.
3. SoC və SiP üçün Tətbiq Ssenariləri
SoC üçün Tətbiq Ssenariləri:
SoC adətən ölçü, enerji istehlakı və performans üçün yüksək tələbləri olan sahələr üçün uyğundur. Məsələn:
Smartfonlar: Smartfonlarda olan prosessorlar (məsələn, Apple-ın A seriyalı çipləri və ya Qualcomm-un Snapdragon) adətən yüksək inteqrasiya olunmuş SoC-lərdir ki, onlar CPU, GPU, AI prosessorları, rabitə modulları və s.-ni özündə birləşdirir, həm güclü performans, həm də aşağı enerji istehlakı tələb edir.
Şəkillərin işlənməsi: Rəqəmsal kameralarda və dronlarda, görüntü emal bölmələri çox vaxt güclü paralel emal imkanları və SoC-nin effektiv şəkildə əldə edə biləcəyi aşağı gecikmə tələb edir.
Yüksək Performanslı Quraşdırılmış Sistemlər: SoC, IoT cihazları və geyilə bilən cihazlar kimi ciddi enerji səmərəliliyi tələbləri olan kiçik cihazlar üçün xüsusilə uyğundur.
SiP üçün Tətbiq Ssenariləri:
SiP sürətli inkişaf və çoxfunksiyalı inteqrasiya tələb edən sahələr üçün uyğun olan daha geniş tətbiq ssenarilərinə malikdir, məsələn:
Rabitə avadanlığı: Baza stansiyaları, marşrutlaşdırıcılar və s. üçün SiP məhsulun inkişaf dövrünü sürətləndirərək çoxsaylı RF və rəqəmsal siqnal prosessorlarını birləşdirə bilər.
İstehlak Elektronikası: Sürətli təkmilləşdirmə dövrləri olan ağıllı saatlar və Bluetooth qulaqlıqları kimi məhsullar üçün SiP texnologiyası yeni xüsusiyyətli məhsulların daha tez buraxılmasına imkan verir.
Avtomobil Elektronikası: Avtomobil sistemlərində idarəetmə modulları və radar sistemləri müxtəlif funksional modulları tez bir zamanda inteqrasiya etmək üçün SiP texnologiyasından istifadə edə bilər.
4. SoC və SiP-nin Gələcək İnkişaf Meyilləri
SoC İnkişafında Trendlər:
SoC daha yüksək inteqrasiya və heterojen inteqrasiya istiqamətində inkişaf etməyə davam edəcək, potensial olaraq AI prosessorlarının, 5G rabitə modullarının və digər funksiyaların daha çox inteqrasiyasını əhatə edərək, intellektual cihazların daha da təkamülünə təkan verəcək.
SiP-in inkişafı tendensiyaları:
SiP sürətlə dəyişən bazar tələblərinə cavab vermək üçün müxtəlif proses və funksiyaları olan çipləri sıx şəkildə paketləmək üçün 2.5D və 3D qablaşdırma təkmilləşdirmələri kimi qabaqcıl qablaşdırma texnologiyalarına getdikcə etibar edəcək.
5. Nəticə
SoC daha çox bütün funksional modulları bir dizaynda cəmləşdirən çoxfunksiyalı super göydələn tikməyə bənzəyir, performans, ölçü və enerji istehlakı üçün son dərəcə yüksək tələbləri olan tətbiqlər üçün uyğundur. SiP, əksinə, çeviklik və sürətli inkişafa daha çox diqqət yetirərək, xüsusilə sürətli yeniləmə tələb edən istehlakçı elektronikası üçün uyğun olan müxtəlif funksional çipləri bir sistemə "qablaşdırmaq" kimidir. Hər ikisinin öz güclü tərəfləri var: SoC optimal sistem performansını və ölçüsün optimallaşdırılmasını vurğulayır, SiP isə sistemin çevikliyini və inkişaf dövrünün optimallaşdırılmasını vurğulayır.
Göndərmə vaxtı: 28 oktyabr 2024-cü il