SoC (சிஸ்டம் ஆன் சிப்) மற்றும் எஸ்ஐபி (சிஸ்டம் இன் பேக்கேஜ்) ஆகிய இரண்டும் நவீன ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளின் வளர்ச்சியில் முக்கியமான மைல்கற்கள் ஆகும், இது மின்னணு அமைப்புகளின் மினியேட்டரைசேஷன், செயல்திறன் மற்றும் ஒருங்கிணைப்பை செயல்படுத்துகிறது.
1. SoC மற்றும் SiP இன் வரையறைகள் மற்றும் அடிப்படைக் கருத்துக்கள்
SoC (சிஸ்டம் ஆன் சிப்பில்) - முழு அமைப்பையும் ஒரு சிப்பில் ஒருங்கிணைத்தல்
SoC என்பது ஒரு வானளாவிய கட்டிடம் போன்றது, அங்கு அனைத்து செயல்பாட்டு தொகுதிகளும் ஒரே இயற்பியல் சிப்பில் வடிவமைக்கப்பட்டு ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன. செயலி (CPU), நினைவகம், தகவல் தொடர்பு தொகுதிகள், அனலாக் சுற்றுகள், சென்சார் இடைமுகங்கள் மற்றும் பல்வேறு செயல்பாட்டு தொகுதிகள் உட்பட ஒரு மின்னணு அமைப்பின் அனைத்து முக்கிய கூறுகளையும் ஒரே சிப்பில் ஒருங்கிணைப்பதே SoC இன் முக்கிய யோசனையாகும். SoC இன் நன்மைகள் அதன் உயர் மட்ட ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் சிறிய அளவு, செயல்திறன், ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் பரிமாணங்களில் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளை வழங்குகிறது, இது உயர் செயல்திறன், ஆற்றல் உணர்திறன் தயாரிப்புகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. ஆப்பிள் ஸ்மார்ட்போன்களில் உள்ள செயலிகள் SoC சில்லுகளுக்கு எடுத்துக்காட்டுகள்.
விளக்குவதற்கு, SoC என்பது ஒரு நகரத்தில் ஒரு "சூப்பர் கட்டிடம்" போன்றது, அங்கு அனைத்து செயல்பாடுகளும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் பல்வேறு செயல்பாட்டு தொகுதிகள் வெவ்வேறு தளங்கள் போன்றவை: சில அலுவலக பகுதிகள் (செயலிகள்), சில பொழுதுபோக்கு பகுதிகள் (நினைவகம்) மற்றும் சில தொடர்பு நெட்வொர்க்குகள் (தொடர்பு இடைமுகங்கள்), அனைத்தும் ஒரே கட்டிடத்தில் (சிப்) குவிந்துள்ளன. இது முழு அமைப்பையும் ஒற்றை சிலிக்கான் சிப்பில் இயக்க அனுமதிக்கிறது, அதிக செயல்திறன் மற்றும் செயல்திறனை அடைகிறது.
SiP (தொகுப்பில் உள்ள அமைப்பு) - வெவ்வேறு சில்லுகளை ஒன்றாக இணைத்தல்
SiP தொழில்நுட்பத்தின் அணுகுமுறை வேறுபட்டது. இது ஒரே இயற்பியல் தொகுப்பிற்குள் வெவ்வேறு செயல்பாடுகளுடன் பல சில்லுகளை பேக்கேஜிங் செய்வது போன்றது. SoC போன்ற ஒற்றை சிப்பில் ஒருங்கிணைக்காமல் பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்தின் மூலம் பல செயல்பாட்டு சில்லுகளை இணைப்பதில் கவனம் செலுத்துகிறது. SiP ஆனது பல சில்லுகளை (செயலிகள், நினைவகம், RF சில்லுகள் போன்றவை) அருகருகே தொகுக்க அல்லது ஒரே தொகுதிக்குள் அடுக்கி வைக்க அனுமதிக்கிறது, இது ஒரு கணினி-நிலை தீர்வை உருவாக்குகிறது.
SiP இன் கருத்தை ஒரு கருவிப்பெட்டியை இணைப்பதற்கு ஒப்பிடலாம். கருவிப்பெட்டியில் ஸ்க்ரூடிரைவர்கள், சுத்தியல்கள் மற்றும் பயிற்சிகள் போன்ற பல்வேறு கருவிகள் இருக்கலாம். அவை சுயாதீனமான கருவிகள் என்றாலும், வசதியான பயன்பாட்டிற்காக அவை அனைத்தும் ஒரே பெட்டியில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த அணுகுமுறையின் நன்மை என்னவென்றால், ஒவ்வொரு கருவியையும் தனித்தனியாக உருவாக்கி தயாரிக்க முடியும், மேலும் அவை தேவைக்கேற்ப ஒரு கணினி தொகுப்பாக "அசெம்பிள்" செய்யப்படலாம், இது நெகிழ்வுத்தன்மையையும் வேகத்தையும் வழங்குகிறது.
2. SoC மற்றும் SiP க்கு இடையிலான தொழில்நுட்ப பண்புகள் மற்றும் வேறுபாடுகள்
ஒருங்கிணைப்பு முறை வேறுபாடுகள்:
SoC: வெவ்வேறு செயல்பாட்டு தொகுதிகள் (CPU, நினைவகம், I/O போன்றவை) நேரடியாக ஒரே சிலிக்கான் சிப்பில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. அனைத்து தொகுதிகளும் ஒரே அடிப்படை செயல்முறை மற்றும் வடிவமைப்பு தர்க்கத்தைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன, ஒரு ஒருங்கிணைந்த அமைப்பை உருவாக்குகின்றன.
SiP: வெவ்வேறு செயல்பாட்டு சில்லுகள் வெவ்வேறு செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படலாம், பின்னர் 3D பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு பேக்கேஜிங் தொகுதியில் இணைக்கப்பட்டு ஒரு இயற்பியல் அமைப்பை உருவாக்கலாம்.
வடிவமைப்பு சிக்கலானது மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை:
SoC: அனைத்து தொகுதிகளும் ஒரே சிப்பில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளதால், வடிவமைப்பு சிக்கலானது, குறிப்பாக டிஜிட்டல், அனலாக், RF மற்றும் நினைவகம் போன்ற பல்வேறு தொகுதிகளின் கூட்டு வடிவமைப்பிற்கு. இதற்கு பொறியாளர்கள் ஆழமான குறுக்கு-டொமைன் வடிவமைப்பு திறன்களைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். மேலும், SoC இல் ஏதேனும் தொகுதியில் வடிவமைப்புச் சிக்கல் இருந்தால், முழு சிப்பையும் மறுவடிவமைப்பு செய்ய வேண்டியிருக்கும், இது குறிப்பிடத்தக்க அபாயங்களை ஏற்படுத்துகிறது.
SiP: இதற்கு மாறாக, SiP அதிக வடிவமைப்பு நெகிழ்வுத்தன்மையை வழங்குகிறது. ஒரு அமைப்பில் தொகுக்கப்படுவதற்கு முன் வெவ்வேறு செயல்பாட்டு தொகுதிகள் தனித்தனியாக வடிவமைக்கப்பட்டு சரிபார்க்கப்படலாம். ஒரு தொகுதியில் சிக்கல் ஏற்பட்டால், அந்த தொகுதி மட்டும் மாற்றப்பட வேண்டும், மற்ற பகுதிகள் பாதிக்கப்படாமல் இருக்கும். இது SoC உடன் ஒப்பிடும்போது வேகமான வளர்ச்சி வேகத்தையும் குறைந்த அபாயங்களையும் அனுமதிக்கிறது.
செயல்முறை இணக்கம் மற்றும் சவால்கள்:
SoC: டிஜிட்டல், அனலாக் மற்றும் RF போன்ற பல்வேறு செயல்பாடுகளை ஒரு சிப்பில் ஒருங்கிணைப்பது செயல்முறை இணக்கத்தன்மையில் குறிப்பிடத்தக்க சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. வெவ்வேறு செயல்பாட்டு தொகுதிகளுக்கு வெவ்வேறு உற்பத்தி செயல்முறைகள் தேவைப்படுகின்றன; எடுத்துக்காட்டாக, டிஜிட்டல் சுற்றுகளுக்கு அதிவேக, குறைந்த சக்தி செயல்முறைகள் தேவை, அதே சமயம் அனலாக் சுற்றுகளுக்கு மிகவும் துல்லியமான மின்னழுத்தக் கட்டுப்பாடு தேவைப்படலாம். ஒரே சிப்பில் இந்த வெவ்வேறு செயல்முறைகளுக்கு இடையே பொருந்தக்கூடிய தன்மையை அடைவது மிகவும் கடினம்.
SiP: பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்தின் மூலம், பல்வேறு செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட சிப்களை SiP ஒருங்கிணைத்து, SoC தொழில்நுட்பம் எதிர்கொள்ளும் செயல்முறை பொருந்தக்கூடிய சிக்கல்களைத் தீர்க்கிறது. SiP ஆனது பல பன்முக சில்லுகளை ஒரே தொகுப்பில் ஒன்றாக வேலை செய்ய அனுமதிக்கிறது, ஆனால் பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்திற்கான துல்லியமான தேவைகள் அதிகம்.
R&D சுழற்சி மற்றும் செலவுகள்:
SoC: SoC க்கு புதிதாக அனைத்து தொகுதிகளையும் வடிவமைத்து சரிபார்க்க வேண்டும் என்பதால், வடிவமைப்பு சுழற்சி நீளமானது. ஒவ்வொரு தொகுதியும் கடுமையான வடிவமைப்பு, சரிபார்ப்பு மற்றும் சோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும், மேலும் ஒட்டுமொத்த வளர்ச்சி செயல்முறை பல ஆண்டுகள் ஆகலாம், இதன் விளைவாக அதிக செலவுகள் ஏற்படும். இருப்பினும், வெகுஜன உற்பத்தியில் ஒருமுறை, அதிக ஒருங்கிணைப்பு காரணமாக யூனிட் விலை குறைவாக உள்ளது.
SiP: SiPக்கு R&D சுழற்சி குறைவாக உள்ளது. SiP ஆனது பேக்கேஜிங்கிற்கு ஏற்கனவே உள்ள, சரிபார்க்கப்பட்ட செயல்பாட்டு சில்லுகளை நேரடியாகப் பயன்படுத்துவதால், தொகுதி மறுவடிவமைப்புக்குத் தேவையான நேரத்தை இது குறைக்கிறது. இது விரைவான தயாரிப்பு வெளியீடுகளை அனுமதிக்கிறது மற்றும் R&D செலவுகளை கணிசமாகக் குறைக்கிறது.
கணினி செயல்திறன் மற்றும் அளவு:
SoC: அனைத்து தொகுதிக்கூறுகளும் ஒரே சிப்பில் இருப்பதால், தகவல் தொடர்பு தாமதங்கள், ஆற்றல் இழப்புகள் மற்றும் சமிக்ஞை குறுக்கீடுகள் குறைக்கப்பட்டு, செயல்திறன் மற்றும் மின் நுகர்வு ஆகியவற்றில் SoCக்கு இணையற்ற நன்மையை அளிக்கிறது. அதன் அளவு மிகக் குறைவு, இது ஸ்மார்ட்போன்கள் மற்றும் பட செயலாக்க சில்லுகள் போன்ற அதிக செயல்திறன் மற்றும் ஆற்றல் தேவைகள் கொண்ட பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது.
SiP: SiP இன் ஒருங்கிணைப்பு நிலை SoC ஐ விட அதிகமாக இல்லாவிட்டாலும், அது இன்னும் பல அடுக்கு பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி வெவ்வேறு சில்லுகளை சுருக்கமாக தொகுக்க முடியும், இதன் விளைவாக பாரம்பரிய மல்டி-சிப் தீர்வுகளுடன் ஒப்பிடும்போது சிறிய அளவு கிடைக்கும். மேலும், தொகுதிகள் ஒரே சிலிக்கான் சிப்பில் ஒருங்கிணைக்கப்படுவதற்குப் பதிலாக உடல்ரீதியாக தொகுக்கப்பட்டிருப்பதால், செயல்திறன் SoC உடன் பொருந்தவில்லை என்றாலும், பெரும்பாலான பயன்பாடுகளின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும்.
3. SoC மற்றும் SiPக்கான விண்ணப்ப காட்சிகள்
SoC க்கான விண்ணப்ப காட்சிகள்:
SoC பொதுவாக அளவு, மின் நுகர்வு மற்றும் செயல்திறனுக்கான அதிக தேவைகளைக் கொண்ட துறைகளுக்கு ஏற்றது. உதாரணமாக:
ஸ்மார்ட்போன்கள்: ஸ்மார்ட்ஃபோன்களில் உள்ள செயலிகள் (ஆப்பிளின் ஏ-சீரிஸ் சிப்கள் அல்லது குவால்காமின் ஸ்னாப்டிராகன் போன்றவை) பொதுவாக CPU, GPU, AI செயலாக்க அலகுகள், தகவல் தொடர்பு தொகுதிகள் போன்றவற்றை உள்ளடக்கிய மிகவும் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட SoCகள் ஆகும், அவை சக்திவாய்ந்த செயல்திறன் மற்றும் குறைந்த மின் நுகர்வு இரண்டும் தேவைப்படுகின்றன.
பட செயலாக்கம்: டிஜிட்டல் கேமராக்கள் மற்றும் ட்ரோன்களில், பட செயலாக்க அலகுகளுக்கு வலுவான இணை செயலாக்க திறன்கள் மற்றும் குறைந்த தாமதம் தேவைப்படுகிறது, இதை SoC திறம்பட அடைய முடியும்.
உயர்-செயல்திறன் உட்பொதிக்கப்பட்ட அமைப்புகள்: IoT சாதனங்கள் மற்றும் அணியக்கூடியவை போன்ற கடுமையான ஆற்றல் திறன் தேவைகளைக் கொண்ட சிறிய சாதனங்களுக்கு SoC மிகவும் பொருத்தமானது.
SiP க்கான விண்ணப்ப காட்சிகள்:
SiP ஆனது பரந்த அளவிலான பயன்பாட்டுக் காட்சிகளைக் கொண்டுள்ளது, இது விரைவான வளர்ச்சி மற்றும் பல செயல்பாட்டு ஒருங்கிணைப்பு தேவைப்படும் புலங்களுக்கு ஏற்றது:
தகவல் தொடர்பு சாதனங்கள்: அடிப்படை நிலையங்கள், திசைவிகள் போன்றவற்றுக்கு, SiP ஆனது பல RF மற்றும் டிஜிட்டல் சிக்னல் செயலிகளை ஒருங்கிணைத்து, தயாரிப்பு வளர்ச்சி சுழற்சியை துரிதப்படுத்துகிறது.
நுகர்வோர் எலெக்ட்ரானிக்ஸ்: ஸ்மார்ட்வாட்ச்கள் மற்றும் புளூடூத் ஹெட்செட்கள் போன்ற தயாரிப்புகளுக்கு, வேகமான மேம்படுத்தல் சுழற்சிகள் உள்ளன, புதிய அம்ச தயாரிப்புகளை விரைவாக வெளியிடுவதற்கு SiP தொழில்நுட்பம் அனுமதிக்கிறது.
ஆட்டோமோட்டிவ் எலக்ட்ரானிக்ஸ்: வாகன அமைப்புகளில் உள்ள கட்டுப்பாட்டு தொகுதிகள் மற்றும் ரேடார் அமைப்புகள் பல்வேறு செயல்பாட்டு தொகுதிகளை விரைவாக ஒருங்கிணைக்க SiP தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தலாம்.
4. SoC மற்றும் SiP இன் எதிர்கால வளர்ச்சிப் போக்குகள்
SoC வளர்ச்சியின் போக்குகள்:
AI செயலிகள், 5G தகவல் தொடர்பு தொகுதிகள் மற்றும் பிற செயல்பாடுகளின் அதிக ஒருங்கிணைப்பை உள்ளடக்கி, அறிவார்ந்த சாதனங்களின் மேலும் பரிணாம வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும் வகையில், உயர் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் பன்முக ஒருங்கிணைப்பை நோக்கி SoC தொடர்ந்து உருவாகும்.
SiP வளர்ச்சியின் போக்குகள்:
2.5D மற்றும் 3D பேக்கேஜிங் மேம்பாடுகள் போன்ற மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களை SiP பெருகிய முறையில் நம்பி, பல்வேறு செயல்முறைகள் மற்றும் செயல்பாடுகளுடன் கூடிய சில்லுகளை இறுக்கமாக தொகுத்து விரைவாக மாறிவரும் சந்தை தேவைகளை பூர்த்தி செய்யும்.
5. முடிவு
SoC என்பது மல்டிஃபங்க்ஸ்னல் சூப்பர் ஸ்கைஸ்க்ரேப்பரை உருவாக்குவது, அனைத்து செயல்பாட்டு மாட்யூல்களையும் ஒரே வடிவமைப்பில் குவிப்பது போன்றது, செயல்திறன், அளவு மற்றும் மின் நுகர்வு ஆகியவற்றுக்கான மிக உயர்ந்த தேவைகளைக் கொண்ட பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது. மறுபுறம், SiP என்பது பல்வேறு செயல்பாட்டு சில்லுகளை ஒரு அமைப்பில் "பேக்கேஜிங்" செய்வது போன்றது, நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் விரைவான மேம்பாட்டில் அதிக கவனம் செலுத்துகிறது, குறிப்பாக விரைவான புதுப்பிப்புகள் தேவைப்படும் நுகர்வோர் மின்னணுவியலுக்கு ஏற்றது. இரண்டுக்கும் அவற்றின் பலம் உள்ளது: SoC உகந்த கணினி செயல்திறன் மற்றும் அளவு மேம்படுத்தலை வலியுறுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் SiP அமைப்பு நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் மேம்பாட்டு சுழற்சியின் மேம்படுத்தலை எடுத்துக்காட்டுகிறது.
பின் நேரம்: அக்டோபர்-28-2024