Sip设计服务

 

SiP设计趋势

随着世界的高速发展,人们对于电子产品的需求越来越强烈,越来越多样化。以消费品为例来看的话,电子产品集成度在变高,芯片尺寸在变小,单位面积的芯片实现的功能在变多,实现的效率在变快。当这样的需求传导到整个半导体行业时,每个细分的子行业和公司会提出不同的解读和方案。目前,这样的需求被分解得到的结果是:数字IC设计越来越复杂,晶圆工厂制造的Chip尺寸越来越小,封装厂把更多的芯片一起塑封,PCB的尺寸及贴片组装能力也在趋近极限。

 

面对芯片的小型化和多功能化,业内一直存在SoC与SiP两种方案的不同争议.

 

SoC(System on Chip) 将各个功能的IC,整合在一颗芯片中。这种方法,可以缩小体积,还可以缩小不同IC间的距离,提升芯片的计算速度。但是在实现的过程中,有许多现实的困难。首先是原来各个功能的IC整合在一起时会不会有相互干扰,这需要从头研究,另外,多个IC的整合就相当于增加了多个维度的变量,这会导致工作量成倍增加。最后,在IC设计中有许多固有的IP需要得到授权才可以使用。综合以上难度,再考虑到制造芯片动辄就上千万美金起步的投入,这令很多芯片设计公司不得不慎之又慎。

 

作为替代方案,SiP(System in Package)却显得经济实惠。和SoC不同,SiP是购买其它公司已经封装完成的IC,如此就减少了IP授权这一步,明显减少设计成本。而且,因为是各自独立的IC,相互间的干扰也会大幅降低。最后在投放市场方面,因为减少了很多前端晶圆制造的需要,所以能够明显缩短产品上市时间。

 

SiP的优势

当前SiP的发展中有一个主要的对比产品是原来的PCB板件产品,即将以前在PCB板件上实现的功能现在缩小到SiP级别实现,从而达到小型化高集成度的目标。作为对比,SiP有以下几个优势:

 

  • SiP模块的面积、体积有效减小,使PCB板面积大大减小

  • 从板级电路变成一颗SiP模块,面积减小,抗振动能力显著提升

  • 内部互联线变短,芯片和芯片之间取消封装引脚,取而代之的是键合线及基板上的导线,寄生电容、电阻、电感数量级减小,因此功耗、传输延时也会随之降低,显著地提升了电路的电性能

  • 传输路径变短,对外产生的干扰也相对减小,可降低噪声和EMI问题

 

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SiP设计挑战

鉴于系统对性能、功耗、密度的要求越来越高,SiP开始更多地使用2.5D/3D/晶圆级先进封装工艺,包含先进封装工艺的SiP是一个集成了各种有源和无源器件、结构复杂的高性能系统,普遍具有多芯片集成、三维芯片堆叠、硅通孔等带来的诸多技术上的挑战。

一、设计与仿真的挑战:从电路原理设计、芯片如何堆叠、多层基板设计、电性能仿真、散热问题分析等,芯片设计公司或者传统封装设计者以前无需考虑这么多问题,因此遇到这么多设计挑战会变的无法胜任。

二、设计团队的稀缺:先进封装工艺出现了硅基设计,这对传统封装设计者来说是陌生的元素。对于IC设计者,系统电路设计、板级设计、先进封装也都不是他们擅长的。PCB专家在设计SiP基板时,会发现更多的问题,设计寄生参数、散热、应力等等。行业内有经验的SiP与先进封装设计设计团队相当稀缺和昂贵,导致很多客户有想法和计划,但设计与管理团队的组建遭遇困难,从而导致落地进度相当慢。

三、先进封装的产能匮乏:SiP封装里往往具有很多不同功能的裸芯片,这些芯片的来源对于设计者来讲是一个非常头疼的问题。因为芯片厂商对裸芯片出货的把控很严,很多公司甚至禁止出售,加上贸易战的影响,用户想拿到裸芯片的难度非常大。另外,SiP/先进封装产品一般生产量不大,大部分是打样做方案验证,加上近几年封装厂超负荷运转,大的封装厂往往不愿意接该类订单。我们很多客户在规划SiP产品时,普遍都遇到了这个问题,并向我们寻求可以接受小批量、打样的封装厂资源。

 

图元SiP设计服务

上海图元作为一家集成电路与电子系统研发综合服务提供商,我们提供SiP3D-IC/2.5D-IC先进封装的设计与生产一站式服务。专业的Sip与先进封装设计团队,设计过各种功能的SiP产品,从消费级到工业级涵盖了各行各业,能为客户提供快速高效低成本的设计方案。作为Cadence官方授权的战略合作伙伴,技术团队拥有全流程EDA工具及使用经验,可以提供完整的芯片/封装/系统Co-Design和多物理场封装系统分析,我们的仿真工程中心具备SiP/先进封装需要的SI/PI/EMC//结构分析能力,提供从封装到系统级仿真的整体解决方案。

 

 

 

在多年的封装项目实施过程中,图元封装工程团队积累了良好的裸芯片资源供应链,可以帮助客户解决部分裸芯及物料采购问题。在与客户的合作中,我们长年积极拓展封装加工与测试资源,特别是针对复杂的SiP、先进封装,拥有了丰富且稳定的封装厂资源,包括多家具备晶圆级/SiP生产能力的封装厂,还包括多家功率、汽车、IGBT、射频封装厂资源,可以很好地满足客户打样快封或量产需求。我们拥有优质高效的封装制造与测试项目管理体系,具备针对快封和量产的专业管理能力,提供多维度封测服务,保证客户项目顺利高质量地完成封测。

 

 

 

图元SiP设计服务优势:

  • 一站式服务:经过多年的SiP开发经验,建立了完整的SiP开发及生产一站式服务。
  • 专业的EDA使用经验:作为Cadence代理,SiP设计仿真全流程工具应用经验丰富、专业程度高。
  • 优质裸芯资源:快速拿到需要的裸芯,帮助客户迅速确定方案设计。
  • 先进的封装加工:与多家国内外主流的封装厂建立了长期合作,提供先进、全面的封装加工,满足打样和量产需求。
  • 高性价比:低设计费用、低NRE费用,高性价比加工。

 

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