然而,SoC 并非只有優(yōu)點,要設計一顆 SoC 需要相當多的技術配合。IC 晶片各自封裝時,各有封裝外部保護,且 IC 與 IC 間的距離較遠,比較不會發(fā)生交互干擾的情形。但是,當將所有 IC 都包裝在一起時,就是噩夢的開始。IC 設計廠要從原先的單純設計 IC,變成瞭解并整合各個功能的 IC,增加工程師的工作量。此外,也會遇到很多的狀況,像是通訊晶片的高頻訊號可能會影響其他功能的 IC 等情形。
此外,SoC 還需要獲得其他廠商的 IP(intellectual property)授權,才能將別人設計好的元件放到 SoC 中。因為制作 SoC 需要獲得整顆 IC 的設計細節(jié),才能做成完整的光罩,這同時也增加了 SoC 的設計成本?;蛟S會有人質疑何不自己設計一顆就好了呢?因為設計各種 IC 需要大量和該 IC 相關的知識,只有像 Apple 這樣多金的企業(yè),才有預算能從各知名企業(yè)挖角頂尖工程師,以設計一顆全新的 IC,透過合作授權還是比自行研發(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。和 SoC 不同,它是購買各家的 IC,在最后一次封裝這些 IC,如此便少了 IP 授權這一步,大幅減少設計成本。此外,因為它們是各自獨立的 IC,彼此的干擾程度大幅下降。
▲ Apple Watch 采用 SiP 技術將整個電腦架構封裝成一顆晶片,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 技術的產(chǎn)品,最著名的非 Apple Watch 莫屬。因為 Watch 的內(nèi)部空間太小,它無法采用傳統(tǒng)的技術,SoC 的設計成本又太高,SiP 成了首要之選。藉由 SiP 技術,不單可縮小體積,還可拉近各個 IC 間的距離,成為可行的折衷方案。下圖便是 Apple Watch 晶片的結構圖,可以看到相當多的 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,便要進入測試的階段,在這個階段便要確認封裝完的 IC 是否有正常的運作,正確無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,半導體產(chǎn)業(yè)便完成了整個生產(chǎn)的任務。