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文章作者:总管理员 时间:2020-09-21 23:36



常用的运算芯片-用FFT芯片完成电路布局和绕组的结果。


光层重叠,芯片重叠


首先,已知一个IC生成多张掩模,这些掩模有上下层的不同,各层有各自的任务。 下图是一个简单的掩模示例,以集成电路中基本的组件CMOS为例。 CMOS的全名是互补金属氧化物半导体(complementary  metal-oxide-semiconductor  ),将NMOS和PMOS两者结合形成COS。 什么是金属氧化物半导体(MOS  )? 这种芯片中广泛使用的组件很难解释,一般读者也很难理解,所以在这里不怎么详细讨论。


在下图中,左边是经过电路布局和绕组形成的电路图,前面有各色表示掩模。 右边是各口罩张开的样子。 制作从基底层开始,按照前一个IC芯片的制造中提出的方法阶段性地制作,终制作所希望的芯片。


到目前为止,应该对IC设计有初步了解。 明确了整体上IC设计是非常复杂的。 另外,由于计算机辅助软件的成熟,IC设计加快了。 IC设计工厂依赖于工程师的智能,这里列出的每个步骤都有知识,可以独立成为多个科目


但是,使用这些密封法的话,需要相当大的体积。 现在的移动设备、可穿戴设备等需要相当多的组件,如果各个组件独立封装,则组合需要非常大的空间,因此现在与SoC(System  On  Chip  )一起


智能手机刚刚兴起,在各大财经杂志上发现了SoC这个名词,SoC到底是什么呢? 简单来说,就是将本来具有不同功能的IC合并成一个芯片。 藉通过这个方法,不仅可以缩小体积,还可以缩小不同IC之间的距离,提高芯片的计算速度。 关于制作方法,在IC设计时间分别汇总不同的IC,按照之前介绍的设计流程制作掩模。


但是,SoC不仅有好处,设计SoC还需要相当大的技术合作。 如果每个IC芯片都封装在一起,每个IC芯片都有封装的外部保护,IC和IC之间的距离很远,可能不会发生相互干扰。 但是把所有的IC一起包装是噩梦的开始。 IC设计工厂从以往的简单设计IC变更为理解并综合各自功能的IC,增加工程师的工作量。 此外,还会遇到通信芯片的高频信号可能会影响其他功能的IC等很多情况。


此外,SoC必须获得其他制造商的IP  (IP  )许可证,并将其他人设计的组件放在SoC中。 制作SoC需要得到IC整体设计的细节,制作完整的掩模,所以SoC的设计成本也会增加。 有些人可能会怀疑自己设计就行了。 因为设计各种各样的IC需要关于这个IC的知识,所以只有苹果这样的很多黄金企业,才能从各知名企业挖掘顶尖工程师,设计新的IC。 合作授权比自己开发的成本要高得多。


折中方案,SiP出现


相反,SiP跳到了集成芯片的舞台上。 与SoC不同,购买各家IC,后将这些IC打包,从而减少IP许可的步骤,大幅降低设计成本。 另外,因为它们是各自独立的IC,所以相互干扰的程度大幅度下降。





苹果watch采用SiP技术,将整个计算机体系结构封装在一个芯片中,不仅满足预期的性能,而且缩小体积,让手表有更多的空间放电电池。 (source  :苹果官网)


采用SiP技术产品的、有名的非苹果watch属。 因为Watch的内部空间太小,无法采用现有技术,SoC的设计成本太高,SiP成为了选择。 藕通过SiP技术,不仅可以缩小体积,还可以拉近各IC之间的距离,成为可执行的折衷。 下图是苹果watch芯片的结构图,可以看到它含有相当多的IC。





在苹果watch上采用SiP封装的S1芯片内部配置图。 (Source:chipworks  )


封装完成后,在进入测试阶段,确认封装完成的IC是否正常工作,如果正确,交给出货组装工厂,制作我们看到的电子产品。 至此,半导体产业完成了生产整体的任务。

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