집적 회로 시스템 레벨 패키징 기술 및 그 응용
1980 년대, ASIC 는 표준 논리문을 기본 단위로 사용하여 설계주기를 단축하기 위해 가공선에서 설계자에게 무료로 제공했습니다. 1990 년대 후반, 온칩 시스템 시대로 접어들었습니다. 칩에는 CPU, DSP, 논리 회로, 아날로그 회로, 무선 회로, 메모리, 기타 회로 모듈 및 임베디드 소프트웨어가 포함되어 있어 서로 연결되어 완전한 시스템을 형성합니다.
시스템 설계가 점점 복잡해지면서 설계계에는 이러한 기능을 갖춘 다양한 집적 회로 모듈 (지적 재산권 코어 또는 IP 코어라고 함) 을 전문적으로 개발하는 공장이 있습니다. 이러한 모듈은 라이센스를 통해 다른 시스템 설계자에게 유료로 제공됩니다. 디자이너는 IP 코어를 설계의 기본 단위로 사용합니다. IP 코어 재사용은 시스템 설계 주기를 단축할 뿐만 아니라 시스템 설계의 성공률도 높입니다.
-응? 연구에 따르면 SOC 설계는 IC 로 구성된 시스템에 비해 전체 시스템의 다양한 조건을 종합적으로 고려할 수 있으며, 동일한 프로세스 조건에서 더 높은 시스템 지표를 달성할 수 있습니다. 2 1 세기는 SOC 기술이 진정으로 빠르게 발전하는 시기가 될 것이다.
최근 몇 년 동안 전체 기계의 휴대용 발전과 시스템 소형화 추세로 인해 Si-CMOSIC, GaAs-RFIC, 다양한 수동 부품, 광전기 장비, 안테나, 커넥터 등 다양한 유형의 구성 요소를 칩에 통합해야 했습니다. 또한 센서와 같은 단일 재료 및 표준 프로세스의 SOC 가 제한됩니다. 최근 몇 년 동안 SOC 의 급속한 발전에 기반한 시스템 수준 패키징 (system-in-package, SiP) 은 하나의 패키지에 여러 칩을 조립할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 유형의 장치와 회로 칩을 스택하고 통합할 수 있습니다. 복잡하고 완전한 시스템.
SOC 에 비해 SIP 는 다음과 같은 기능을 제공합니다.
(a) 더 많은 새로운 기능을 제공할 수 있다.
(2) 각 공정의 호환성이 좋다.
(3) 유연성과 적응력이 강하다.
(4) 저렴한 비용;
(5) 쉬운 블록 테스트;
(6) 개발주기가 짧다.
SOC 와 SIP 는 서로 보완한다. SOC 는 일반적으로 군사장비 갱신이 느리고 성능 요구 사항이 높은 제품에 주로 사용된다고 생각합니다. SIP 는 주로 휴대폰과 같이 주기가 짧은 소비재를 대체하는 데 쓰인다. SIP 의 합격률과 컴퓨터 지원 설계는 더욱 향상되어야 한다.
방울의 복잡성으로 인해 방울의 디자인과 공예에 대한 요구가 높아졌다. 설계 측면에서는 시스템 엔지니어, 회로 설계, 레이아웃 설계, 실리콘 공정 설계, 테스트, 제조로 구성된 팀이 함께 노력하여 최적의 성능, 최소 크기, 최소 비용을 달성해야 합니다. 먼저 컴퓨터 지원 시뮬레이션 설계를 통해 칩, 전원 공급 장치 및 패시브 구성 요소의 매개변수와 레이아웃을 설계했습니다. 고밀도 선의 설계는 진동, 과충, 누화 및 방사선을 제거하는 것을 고려해야 한다. 냉각 및 신뢰성 고려 기판 재료 (유전 상수, 손실, 상호 연결 임피던스 등) 를 선택합니다. ); 선 두께, 간격, 천공 및 기타 설계 규칙 개발 마지막으로 마더 보드 레이아웃을 설계했습니다.
SIP 는 최근 10 년 동안 급속히 발전해 온 트리거 용접 상호 연결 기술을 채택했습니다. 용접 상호 연결을 트리거하면 DC 전압이 낮고, 상호 연결 밀도가 높고, 기생 인덕터가 낮고, 열 성능 및 전기 성능이 우수하지만, 비용은 용접사보다 높습니다. SIP 의 또 다른 장점은 다양한 수동 구성 요소를 통합할 수 있다는 것입니다. 집적 회로에 수동 부품이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 예를 들어, 휴대 전화의 수동 구성 요소와 활성 구성 요소의 비율은 약 50: 1 입니다. 최근 몇 년 동안 개발된 저온 * * * 연소 멀티레이어 세라믹 (LTCC) 및 저온 * * * 소철산소 (LTCF) 기술을 사용하여 저항, 콘덴서, 인덕턴스, 필터, 공진기 등의 수동 구성 요소를 실리콘 칩에 통합하는 것처럼 다중 레이어 세라믹에 통합합니다. 또한 패키지 내 칩 코어의 면적 비율을 높이기 위해 두 개 이상의 칩 스택 구조를 사용하고 Z 방향으로 3D 통합을 수행합니다. 스택칩 간 초박형 플렉시블 절연 기판, 베이스보드에 구리, 관통 구멍 상호 연결 및 금속화 등의 신기술을 개발했습니다.
SIP 는 빠르게 시장에 진출할 수 있는 경쟁 능력, 더 작고, 얇고, 가볍고, 기능이 많아 업계에서 널리 사용되고 있습니다. 주요 응용 프로그램은 무선 주파수/무선 응용 프로그램, 이동 통신, 네트워크 장치, 컴퓨터 및 주변 장치, 디지털 제품, 이미지, 생물학 및 MEMS 센서입니다.
20 10 년까지 SiP 의 케이블 연결 밀도, 열 밀도, 부품 밀도, I/O 밀도는 각각 6000cm/cm 2, 100W/cm 2, 5000/이 될 것으로 예상됩니다 시스템 수준 패키징 설계도 SOC 의 자동 레이아웃 케이블 연결 등 컴퓨터 지원 자동화 방향으로 발전하고 있습니다. 인텔의 최신 SiP 기술은 5 개의 스택형 플래시 칩을 하나의 1.0mm 슬림형 패키지로 통합했습니다. 도시바의 SiP 목표는 휴대폰의 모든 기능을 하나의 패키지로 통합하는 것이다. 일본은 최근 세계 LSI 시스템의 5 분의 1 이 SiP 기술을 채택한다면 SiP 시장이 1.2 조 엔에 이를 것으로 전망했다. 시장 진입의 장점으로 향후 몇 년 동안 SiP 는 더 빠른 속도로 성장할 것입니다. 우리나라는 집적 회로 설계와 칩 제조의 발전을 가속화하는 동시에 시스템급 패키지 개발을 강화해야 한다.