Ҳарду SoC (System on Chip) ва SiP (System in Package) марҳалаҳои муҳим дар рушди микросхемаҳои интегралӣ мебошанд, ки ба миниатюризатсия, самаранокӣ ва ҳамгироии системаҳои электронӣ имкон медиҳанд.
1. Мафҳумҳо ва мафҳумҳои асосии SoC ва SiP
SoC (System on Chip) - Интегратсияи тамоми система ба як чипи ягона
SoC ба як бинои осмонбӯс монанд аст, ки дар он ҳама модулҳои функсионалӣ тарҳрезӣ шудаанд ва ба як чипи физикӣ ворид карда шудаанд. Идеяи асосии SoC ин муттаҳид кардани тамоми ҷузъҳои асосии системаи электронӣ, аз ҷумла протсессори (CPU), хотира, модулҳои коммуникатсионӣ, схемаҳои аналогӣ, интерфейсҳои сенсорӣ ва модулҳои дигари функсионалӣ дар як чипи ягона мебошад. Афзалиятҳои SoC дар сатҳи баланди ҳамгироӣ ва андозаи хурди он ҷойгиранд, ки дар иҷроиш, истеъмоли қувваи барқ ва андозаҳо манфиатҳои назаррас фароҳам меоранд ва онро махсусан барои маҳсулоти сермахсул ва ҳассос мувофиқ месозад. Протсессорҳои смартфонҳои Apple намунаҳои чипҳои SoC мебошанд.
Барои мисол, SoC мисли "бинои олӣ" дар шаҳр аст, ки дар он ҳама вазифаҳо дар дохили он тарҳрезӣ шудаанд ва модулҳои гуногуни функсионалӣ ба ошёнаҳои гуногун монанданд: баъзеҳо минтақаҳои офисӣ (протсессорҳо), баъзеҳо минтақаҳои фароғатӣ (хотира) ва баъзеҳо шабакаҳои коммуникатсионӣ (интерфейсҳои алоқа), ҳама дар як бино (чип) мутамарказ шудаанд. Ин имкон медиҳад, ки тамоми система дар як чипи кремний кор кунад ва ба самаранокӣ ва иҷрои баландтар ноил шавад.
SiP (Система дар баста) - Якҷоя кардани микросхемаҳои гуногун
Муносибати технологияи SiP гуногун аст. Ин бештар ба бастабандии микросхемаҳои сершумор бо вазифаҳои гуногун дар як бастаи физикӣ монанд аст. Он ба омезиши микросхемаҳои функсионалии сершумор тавассути технологияи бастабандӣ тамаркуз мекунад, на ба як чипи ягона ба монанди SoC. SiP имкон медиҳад, ки микросхемаҳои сершумор (протсессорҳо, хотира, микросхемаҳои RF ва ғайра) паҳлӯ ба паҳлӯ баста ё дар дохили як модул ҷойгир карда шаванд ва ҳалли сатҳи системаро ташкил кунанд.
Консепсияи SiP-ро ба васл кардани қуттии асбобҳо монанд кардан мумкин аст. Қуттии асбобҳо метавонад асбобҳои гуногунро дар бар гирад, аз қабили буркунакҳо, болғаҳо ва пармаҳо. Гарчанде ки онҳо асбобҳои мустақил мебошанд, ҳамаашон дар як қуттӣ барои истифодаи қулай муттаҳид карда шудаанд. Бартарии ин равиш дар он аст, ки ҳар як асбобро алоҳида таҳия ва истеҳсол кардан мумкин аст ва онҳо метавонанд ба як бастаи системавӣ дар ҳолати зарурӣ «ҷамъ» карда шаванд, ки чандирӣ ва суръатро таъмин мекунанд.
2. Хусусиятҳои техникӣ ва фарқиятҳои байни SoC ва SiP
Тафовутҳои усули интегратсия:
SoC: Модулҳои гуногуни функсионалӣ (ба монанди CPU, хотира, вуруд / баромад ва ғайра) мустақиман дар як чипи кремний тарҳрезӣ шудаанд. Ҳама модулҳо як раванди аслӣ ва мантиқи тарроҳиро мубодила мекунанд, ки системаи интегралӣ ташкил медиҳанд.
SiP: Чипҳои функсионалии гуногун метавонанд бо истифода аз равандҳои гуногун истеҳсол карда шаванд ва сипас дар як модули ягонаи бастабандӣ бо истифода аз технологияи бастабандии 3D барои ташкили системаи физикӣ муттаҳид карда шаванд.
Мушкилӣ ва чандирии тарҳрезӣ:
SoC: Азбаски ҳама модулҳо дар як чипи ягона муттаҳид карда шудаанд, мураккабии тарроҳӣ хеле баланд аст, махсусан барои тарҳрезии муштараки модулҳои гуногун ба монанди рақамӣ, аналогӣ, RF ва хотира. Ин аз муҳандисон талаб мекунад, ки қобилиятҳои тарроҳии амиқи доменӣ дошта бошанд. Ғайр аз он, агар бо ягон модул дар SoC мушкилии тарроҳӣ вуҷуд дошта бошад, метавонад тамоми чипро аз нав тарроҳӣ кард, ки ин хатарҳои назаррасро ба бор меорад.
SiP: Баръакси ин, SiP чандирии бештари тарроҳиро пешниҳод мекунад. Модулҳои функсионалии гуногун метавонанд пеш аз бастабандӣ ба система алоҳида тарҳрезӣ ва тафтиш карда шаванд. Агар бо модул мушкилот ба миён ояд, танҳо он модул бояд иваз карда шавад ва қисмҳои дигар бетаъсир мемонад. Ин инчунин имкон медиҳад, ки суръати тезтар рушд ва хатарҳои камтар нисбат ба SoC.
Мутобиқати равандҳо ва мушкилот:
SoC: Интегратсияи функсияҳои гуногун, аз қабили рақамӣ, аналогӣ ва RF ба як чипи ягона дар мутобиқати раванд бо мушкилоти ҷиддӣ рӯбарӯ мешавад. Модулҳои гуногуни функсионалӣ равандҳои гуногуни истеҳсолиро талаб мекунанд; масалан, схемаҳои рақамӣ ба равандҳои баландсуръат ва камқувват ниёз доранд, дар ҳоле ки схемаҳои аналогӣ метавонанд назорати дақиқтари шиддатро талаб кунанд. Ба даст овардани мутобиқат байни ин равандҳои гуногун дар як чип ниҳоят душвор аст.
SiP: Тавассути технологияи бастабандӣ, SiP метавонад микросхемаҳои бо истифода аз равандҳои гуногун истеҳсолшударо муттаҳид созад ва мушкилоти мутобиқати равандро бо технологияи SoC ҳал кунад. SiP имкон медиҳад, ки микросхемаҳои сершумори гетерогенӣ дар як баста кор кунанд, аммо талаботи дақиқ барои технологияи бастабандӣ баланд аст.
Сикли R&D ва хароҷот:
SoC: Азбаски SoC тарҳрезӣ ва тафтиши ҳама модулҳоро аз сифр талаб мекунад, давраи тарроҳӣ дарозтар аст. Ҳар як модул бояд аз тарҳрезӣ, санҷиш ва санҷиши ҷиддӣ гузарад ва раванди умумии таҳия метавонад чанд сол тӯл кашад, ки боиси хароҷоти зиёд мегардад. Аммо, як маротиба дар истеҳсоли оммавӣ, арзиши воҳид аз сабаби интегратсияи баланд пасттар мешавад.
SiP: Давраи R&D барои SiP кӯтоҳтар аст. Азбаски SiP мустақиман микросхемаҳои функсионалии мавҷуда ва санҷидашударо барои бастабандӣ истифода мебарад, он вақтро барои азнавсозии модул кам мекунад. Ин барои зудтар ба кор андохтани махсулот ва хеле кам кардани харочоти тадкикоти илмй имконият медихад.
Иҷрои система ва андоза:
SoC: Азбаски ҳама модулҳо дар як чип ҷойгиранд, таъхирҳои иртиботот, талафоти энергия ва дахолати сигнал ба ҳадди ақалл кам карда мешаванд, ки ба SoC дар иҷроиш ва истеъмоли нерӯ бартарии беҳамто медиҳад. Андозаи он ҳадди аққал аст, ки онро махсусан барои барномаҳое, ки талаботҳои баландсифат ва қувваи барқ доранд, ба монанди смартфонҳо ва микросхемаҳои коркарди тасвирҳо мувофиқ мекунад.
SiP: Гарчанде ки сатҳи ҳамгироии SiP аз сатҳи SoC он қадар баланд нест, он метавонад бо истифода аз технологияи бастабандии бисёрқабата микросхемаҳои гуногунро ба таври компакт бастабандӣ кунад, ки дар натиҷа нисбат ба ҳалли анъанавии бисёрчип андозаи хурдтар мешавад. Гузашта аз ин, азбаски модулҳо ба ҷои дар як чипи кремний ҳамгирошуда аз ҷиҳати ҷисмонӣ бастабандӣ шудаанд, гарчанде ки иҷроиш метавонад ба SoC мувофиқат накунад, он то ҳол эҳтиёҷоти аксари барномаҳоро қонеъ карда метавонад.
3. Сенарияҳои татбиқ барои SoC ва SiP
Сенарияҳои татбиқ барои SoC:
SoC маъмулан барои майдонҳое мувофиқ аст, ки ба ҳаҷм, масрафи нерӯ ва иҷроиш талаботи баланд доранд. Барои намуна:
Смартфонҳо: Протсессорҳо дар смартфонҳо (масалан, чипҳои A-series Apple ё Qualcomm Snapdragon) одатан SoC-ҳои хеле ҳамгирошуда мебошанд, ки CPU, GPU, воҳидҳои коркарди AI, модулҳои коммуникатсионӣ ва ғайраро дар бар мегиранд, ки ҳам кори пурқувват ва ҳам истеъмоли ками нерӯро талаб мекунанд.
Коркарди тасвир: Дар камераҳои рақамӣ ва дронҳо, воҳидҳои коркарди тасвирҳо аксар вақт қобилияти коркарди мувозӣ ва таъхири пастро талаб мекунанд, ки SoC метавонад ба таври муассир ноил шавад.
Системаҳои дарунсохташудаи баландсифат: SoC махсусан барои дастгоҳҳои хурд бо талаботи қатъии самаранокии энергия, ба монанди дастгоҳҳои IoT ва дастгоҳҳои пӯшида мувофиқ аст.
Сенарияҳои татбиқ барои SiP:
SiP дорои доираи васеи сенарияҳои барнома мебошад, ки барои соҳаҳое мувофиқанд, ки рушди босуръат ва ҳамгироии бисёрфунксионалиро талаб мекунанд, ба монанди:
Таҷҳизоти коммуникатсионӣ: Барои истгоҳҳои асосӣ, роутерҳо ва ғайра, SiP метавонад протсессори сершумори сигналҳои RF ва рақамиро муттаҳид карда, давраи рушди маҳсулотро суръат бахшад.
Электроникаи маишӣ: Барои маҳсулоте ба монанди соатҳои интеллектуалӣ ва гӯшмонакҳои Bluetooth, ки давраҳои навсозии зуд доранд, технологияи SiP имкон медиҳад, ки маҳсулоти навро зудтар ба кор андозанд.
Электроникаи автомобилӣ: Модулҳои идоракунӣ ва системаҳои радарӣ дар системаҳои автомобилӣ метавонанд технологияи SiP-ро барои зуд муттаҳид кардани модулҳои функсионалии гуногун истифода баранд.
4. Тамоюлҳои рушди ояндаи СО ва СиП
Тамоюлҳои рушди SoC:
SoC таҳаввулро ба самти ҳамгироии баландтар ва ҳамгироии гетерогенӣ идома хоҳад дод, ки эҳтимолан интегратсияи бештари протсессори AI, модулҳои алоқаи 5G ва дигар вазифаҳоро дар бар мегирад, ки таҳаввулоти минбаъдаи дастгоҳҳои интеллектуалиро пеш мебарад.
Тамоюлҳои рушди SiP:
SiP беш аз пеш ба технологияҳои пешрафтаи бастабандӣ, ба мисли пешрафтҳои бастабандии 2.5D ва 3D такя хоҳад кард, то чипҳоро бо равандҳо ва вазифаҳои гуногун бо ҳам бастабандӣ кунад, то ба талаботи зудтағйирёбандаи бозор қонеъ шавад.
5. Хулоса
SoC бештар ба сохтани як бинои осмонбӯси бисёрфунксионалӣ монанд аст, ки тамоми модулҳои функсионалӣ дар як тарроҳӣ мутамарказ шудааст, ки барои барномаҳое мувофиқ аст, ки барои иҷроиш, андоза ва масрафи нерӯи барқ талаботи ниҳоят баланд доранд. SiP, аз тарафи дигар, ба монанди "баста кардани" микросхемаҳои гуногуни функсионалӣ дар система аст, ки бештар ба чандирӣ ва рушди босуръат тамаркуз мекунад, махсусан барои электроникаи маишӣ, ки навсозии зудро талаб мекунанд, мувофиқ аст. Ҳарду ҷонибҳои қавӣ доранд: SoC ба иҷрои оптималии система ва оптимизатсияи андоза таъкид мекунад, дар ҳоле ки SiP чандирии система ва оптимизатсияи давраи рушдро таъкид мекунад.
Вақти фиристодан: октябр-28-2024