采用先进的设计流程加快系统级封装设计
在成本、密度和上市时间的激烈竞争中,大量以无线和消费为中心的IC和系统公司正转向系统级封装(SiP)设计以在竞争中获得优势。这些公司一方面在开发紧凑型、高性能、多功能产品方面面临诸多技术挑战,另一方面又处于快速变化的激烈竞争市场中,因此他们必须千方百计地降低产品成本、缩短产品的设计时间。
应时而生的SiP设计在这方面具有明显的优势——可以利用更少的空间提供更多的功能,并能减少设计周期。但要想发挥SiP设计的优势,EDA软件供应商必须开发出具有新功能的工具,并提供可扩展的设计方法和流程。
理想的解决方案可以帮助SiP设计团队成员在IC环境中创建裸片的抽象,在IC和基底设计环境中进行RF设计,在封装/PCB集成设计环境中提供封装/板级协同设计。
为什么用SiP？
虽然SiP设计和系统级芯片(SoC)设计哪个更有优势尚无定论,但这是两种互相不可替代的技术。事实上许多时候,IC公司会发现SiP可以实现SoC不能做到的事情。重要的是,SiP可以通过包含绑定线、倒装芯片、堆叠器件、嵌入式器件、MEMS和多层封装等技术的组合,实现很高的功能密度(图1)。因此设计师可以用SiP实现技术上用SoC不可行或以前用PCB实现的子系统和系统。
另外,SiP技术能够在互连层实现更低的功耗和噪声,在混合和匹配IC技术上有更大的灵活性,可以通过内置无源器件减少电路板大小和成本,并能增加封装强度,减少使用的层数。相对基于SoC的现有解决方案而言,SiP模块开发速度会更快。举例来说,使用多种不同技术的IC、分立元件和射频结构的2.5G蜂窝电话用SiP技术可以在数个月内开发出来。而要将这些功能集成进SoC的话,成本可能非常昂贵,技术上无法实现,或者错过最佳的市场时机。
向主流技术发展
如今SiP技术还是由专家使用一些专用工具和技术实现的。虽然这些"专家级工程"方法可以满足刚开始的先进产品要求,比如将存储器集成进手机芯片,但它们的集成度、自动化程度或先进性不足以提供最新的无线便携式消费设备所要求的高性能SiP模块。
问题在于,缺乏参考流程,概念可行性耗时而且经常不够精确,设计链间的协作性很差。为了通过设计周期的缩短改善产品上市时间,SiP设计必须从专家技术发展为主流设计技术,即这种技术必须具有自动化程度、集成度、可靠性和可重复性。需要新工具功能的三个明显的领域是系统级协同设计、先进封装和RF模块设计。
图1：利用封装作为集成架构整合一个或多个IC和分立、嵌入式与其它封装的器件,可以成功创建模块并用作标准器件
系统级协同设计
虽然目前有各种不同级别的协同设计解决方案可用于单芯片器件设计,但SiP技术需要比市场上的任何方案更多的功能和更高的集成度。一个原因是,根据定义就可以知道SiP的电气复杂度高得多。更多的裸片吸收更多的电流,而更快的裸片更容易受时序和电磁噪声效应的影响。
SiP的电源供给也比单裸片封装设计复杂得多,因为多裸片共享封装基底内的电源
