然而,SoC 并非只有優(yōu)點(diǎn),要設(shè)計(jì)一顆 SoC 需要相當(dāng)多的技術(shù)配合。IC 晶片各自封裝時(shí),各有封裝外部保護(hù),且 IC 與 IC 間的距離較遠(yuǎn),比較不會(huì)發(fā)生交互干擾的情形。但是,當(dāng)將所有 IC 都包裝在一起時(shí),就是噩夢(mèng)的開始。IC 設(shè)計(jì)廠要從原先的單純?cè)O(shè)計(jì) IC,變成瞭解并整合各個(gè)功能的 IC,增加工程師的工作量。此外,也會(huì)遇到很多的狀況,像是通訊晶片的高頻訊號(hào)可能會(huì)影響其他功能的 IC 等情形。
此外,SoC 還需要獲得其他廠商的 IP(intellectual property)授權(quán),才能將別人設(shè)計(jì)好的元件放到 SoC 中。因?yàn)橹谱?nbsp;SoC 需要獲得整顆 IC 的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),才能做成完整的光罩,這同時(shí)也增加了 SoC 的設(shè)計(jì)成本?;蛟S會(huì)有人質(zhì)疑何不自己設(shè)計(jì)一顆就好了呢?因?yàn)樵O(shè)計(jì)各種 IC 需要大量和該 IC 相關(guān)的知識(shí),只有像 Apple 這樣多金的企業(yè),才有預(yù)算能從各知名企業(yè)挖角頂尖工程師,以設(shè)計(jì)一顆全新的 IC,透過(guò)合作授權(quán)還是比自行研發(fā)劃算多了。
折衷方案,SiP 現(xiàn)身
作為替代方案,SiP 躍上整合晶片的舞臺(tái)。和 SoC 不同,它是購(gòu)買各家的 IC,在最后一次封裝這些 IC,如此便少了 IP 授權(quán)這一步,大幅減少設(shè)計(jì)成本。此外,因?yàn)樗鼈兪歉髯元?dú)立的 IC,彼此的干擾程度大幅下降。
▲ Apple Watch 采用 SiP 技術(shù)將整個(gè)電腦架構(gòu)封裝成一顆晶片,不單滿足期望的效能還縮小體積,讓手表有更多的空間放電池。(Source:Apple 官網(wǎng))
采用 SiP 技術(shù)的產(chǎn)品,最著名的非 Apple Watch 莫屬。因?yàn)?nbsp;Watch 的內(nèi)部空間太小,它無(wú)法采用傳統(tǒng)的技術(shù),SoC 的設(shè)計(jì)成本又太高,SiP 成了首要之選。藉由 SiP 技術(shù),不單可縮小體積,還可拉近各個(gè) IC 間的距離,成為可行的折衷方案。下圖便是 Apple Watch 晶片的結(jié)構(gòu)圖,可以看到相當(dāng)多的 IC 包含在其中。
▲ Apple Watch 中采用 SiP 封裝的 S1 晶片內(nèi)部配置圖。(Source:chipworks)
完成封裝后,便要進(jìn)入測(cè)試的階段,在這個(gè)階段便要確認(rèn)封裝完的 IC 是否有正常的運(yùn)作,正確無(wú)誤之后便可出貨給組裝廠,做成我們所見的電子產(chǎn)品。至此,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)便完成了整個(gè)生產(chǎn)的任務(wù)。