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SiP技術(shù)

發(fā)布時間:2011/8/25 10:15:01 訪問次數(shù):3355

    1.SiP及其特點      OP292GS-REEL
    系統(tǒng)級封裝(system in a package,SiP)是將多種功能芯片,包括處理器、存儲器等功能芯片集成在一個封裝內(nèi),從而實現(xiàn)一個基本完整的系統(tǒng)功能。與之相對應(yīng)的SoC(system on a chip)稱為系統(tǒng)級芯片,是指把系統(tǒng)電路集成在一個芯片上。SiP與SoC的主要差別是系統(tǒng)級封裝是采用不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式,而SoC則是高度集成的單芯片產(chǎn)品。
    SiP內(nèi)集成的芯片種類和數(shù)量,完全取決于市場的需求,即實際電子產(chǎn)品設(shè)計中對系統(tǒng)模塊的要求,如圖5.5.3(a)所示,將不同功能的芯片,如CPU、ASIC、AD/DA、RF、ROM、Porwer IC等集成到相應(yīng)封裝內(nèi),就形成不同的SiP模塊或整機(jī)電路。
    從封裝外形上,SiP與SoC可能無法區(qū)分(雖然從理論上說SoC封裝外形應(yīng)該比SiP小,但對于比較復(fù)雜的SoC和采用3D封裝的SiP可能就相差無幾了)。但封裝內(nèi)部,SiP至少包括兩個芯片,也許還有無源元件.芯片的布局可以是2D排列或3D堆疊,也可以是二者混合,如圖5.5.3(b)所示。

    2.SiP系統(tǒng)封裝的優(yōu)勢
    理論上說,SoC具有高性能、高集成度、高速度、高效率、更小的封裝外形,以及大批量生產(chǎn)的成本優(yōu)勢。但實際上由于以下原因,SoC的優(yōu)勢并不能充分發(fā)揮:
    ①電子產(chǎn)品小排量、多品種的趨勢;
    ②Si、GaAs、SiGe等不同的半導(dǎo)體工藝難以在一個芯片形成;
    ③SoC設(shè)計周期到量產(chǎn)周期比較長;
    ④無源元件、天線、振蕩器、濾波器等難以整合到芯片內(nèi)。

                  

      SiP的優(yōu)缺點正好與SoC相反,特別是可以把不同半導(dǎo)體工藝整合在一個封裝內(nèi)的優(yōu)勢,SoC無法與之相比。
    另一方面,隨著封裝技術(shù)不斷發(fā)展,特別是3D IC技術(shù)趨于成熟,使SiP不僅在小批量、多品種的靈活性優(yōu)勢明顯,而且封裝外形也可與SoC相比。所以SiP系統(tǒng)封裝越來越受到市場的青睞,應(yīng)用越來越廣泛。
    但在另外一些領(lǐng)域,例如工業(yè)及大批量應(yīng)用中,SoC的發(fā)展將能有效改善未來電子產(chǎn)品的效能要求。因此SoC與SiP未來將是優(yōu)勢互補(bǔ)、相映生輝,而不是一種技術(shù)打敗或代替另一種技術(shù)。

    3.SiP封裝的分類
    國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖(ITRS)按照系統(tǒng)封裝內(nèi)芯片/器件的放置方式分為三種類型,分別是平面放置(2D)、堆疊結(jié)構(gòu)(3D)和內(nèi)埋結(jié)構(gòu)。
    1)平面放置
    平面放置是在二維方向的裝配,其基板為有機(jī)層壓板、陶瓷、玻璃或硅片。封裝內(nèi)的器件為引線鍵合、離散的CSP或一些無源元件,如圖5.5.4所示。

                   
    
    2)堆疊結(jié)構(gòu)(3D)
    如圖5.5.5所示,芯片/器件在封裝內(nèi)3D裝配,可以是芯片和芯片的堆疊,也可以是器件和器件之間的堆疊。

                  
    3)內(nèi)埋結(jié)構(gòu)
    內(nèi)埋指的是將一些無源元件和晶片嵌入印制電路板或聚合體中,可以是一層,也可以是多個功能層的堆疊。如圖5.5.6所示是多層嵌入無源元件和晶片的復(fù)雜封裝結(jié)構(gòu)。

                
    4.SiP系統(tǒng)應(yīng)用實例  
    系統(tǒng)封裝在醫(yī)療電子、汽車電子、功率模塊、圖像感應(yīng)器、手機(jī)、全球定位系統(tǒng)、藍(lán)牙等方面的應(yīng)用越來越多。從發(fā)展的趨勢來看,內(nèi)置器件已由引線鍵合逐漸轉(zhuǎn)向倒裝晶片,由2D裝配轉(zhuǎn)變?yōu)?D堆疊裝配。圖5.5.7所示為SiP系統(tǒng)的部分應(yīng)用實例。
 

                   


 

    1.SiP及其特點      OP292GS-REEL
    系統(tǒng)級封裝(system in a package,SiP)是將多種功能芯片,包括處理器、存儲器等功能芯片集成在一個封裝內(nèi),從而實現(xiàn)一個基本完整的系統(tǒng)功能。與之相對應(yīng)的SoC(system on a chip)稱為系統(tǒng)級芯片,是指把系統(tǒng)電路集成在一個芯片上。SiP與SoC的主要差別是系統(tǒng)級封裝是采用不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式,而SoC則是高度集成的單芯片產(chǎn)品。
    SiP內(nèi)集成的芯片種類和數(shù)量,完全取決于市場的需求,即實際電子產(chǎn)品設(shè)計中對系統(tǒng)模塊的要求,如圖5.5.3(a)所示,將不同功能的芯片,如CPU、ASIC、AD/DA、RF、ROM、Porwer IC等集成到相應(yīng)封裝內(nèi),就形成不同的SiP模塊或整機(jī)電路。
    從封裝外形上,SiP與SoC可能無法區(qū)分(雖然從理論上說SoC封裝外形應(yīng)該比SiP小,但對于比較復(fù)雜的SoC和采用3D封裝的SiP可能就相差無幾了)。但封裝內(nèi)部,SiP至少包括兩個芯片,也許還有無源元件.芯片的布局可以是2D排列或3D堆疊,也可以是二者混合,如圖5.5.3(b)所示。

    2.SiP系統(tǒng)封裝的優(yōu)勢
    理論上說,SoC具有高性能、高集成度、高速度、高效率、更小的封裝外形,以及大批量生產(chǎn)的成本優(yōu)勢。但實際上由于以下原因,SoC的優(yōu)勢并不能充分發(fā)揮:
    ①電子產(chǎn)品小排量、多品種的趨勢;
    ②Si、GaAs、SiGe等不同的半導(dǎo)體工藝難以在一個芯片形成;
    ③SoC設(shè)計周期到量產(chǎn)周期比較長;
    ④無源元件、天線、振蕩器、濾波器等難以整合到芯片內(nèi)。

                  

      SiP的優(yōu)缺點正好與SoC相反,特別是可以把不同半導(dǎo)體工藝整合在一個封裝內(nèi)的優(yōu)勢,SoC無法與之相比。
    另一方面,隨著封裝技術(shù)不斷發(fā)展,特別是3D IC技術(shù)趨于成熟,使SiP不僅在小批量、多品種的靈活性優(yōu)勢明顯,而且封裝外形也可與SoC相比。所以SiP系統(tǒng)封裝越來越受到市場的青睞,應(yīng)用越來越廣泛。
    但在另外一些領(lǐng)域,例如工業(yè)及大批量應(yīng)用中,SoC的發(fā)展將能有效改善未來電子產(chǎn)品的效能要求。因此SoC與SiP未來將是優(yōu)勢互補(bǔ)、相映生輝,而不是一種技術(shù)打敗或代替另一種技術(shù)。

    3.SiP封裝的分類
    國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖(ITRS)按照系統(tǒng)封裝內(nèi)芯片/器件的放置方式分為三種類型,分別是平面放置(2D)、堆疊結(jié)構(gòu)(3D)和內(nèi)埋結(jié)構(gòu)。
    1)平面放置
    平面放置是在二維方向的裝配,其基板為有機(jī)層壓板、陶瓷、玻璃或硅片。封裝內(nèi)的器件為引線鍵合、離散的CSP或一些無源元件,如圖5.5.4所示。

                   
    
    2)堆疊結(jié)構(gòu)(3D)
    如圖5.5.5所示,芯片/器件在封裝內(nèi)3D裝配,可以是芯片和芯片的堆疊,也可以是器件和器件之間的堆疊。

                  
    3)內(nèi)埋結(jié)構(gòu)
    內(nèi)埋指的是將一些無源元件和晶片嵌入印制電路板或聚合體中,可以是一層,也可以是多個功能層的堆疊。如圖5.5.6所示是多層嵌入無源元件和晶片的復(fù)雜封裝結(jié)構(gòu)。

                
    4.SiP系統(tǒng)應(yīng)用實例  
    系統(tǒng)封裝在醫(yī)療電子、汽車電子、功率模塊、圖像感應(yīng)器、手機(jī)、全球定位系統(tǒng)、藍(lán)牙等方面的應(yīng)用越來越多。從發(fā)展的趨勢來看,內(nèi)置器件已由引線鍵合逐漸轉(zhuǎn)向倒裝晶片,由2D裝配轉(zhuǎn)變?yōu)?D堆疊裝配。圖5.5.7所示為SiP系統(tǒng)的部分應(yīng)用實例。
 

                   


 

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