Progressi nella tecnologia System-in-Package (SIP)

L'evoluzione della tecnologia System-in-Package (SIP) ha ottenuto ammirazione per la sua eccezionale capacità di unire diversi chip in un modulo unificato, trascendendo i confini convenzionali della confezione.SIP riunisce armoniosamente una vasta gamma di componenti, inclusi processori dedicati che gestiscono il calcolo con efficienza, DRAM per l'accesso rapido alla memoria e memoria flash per soluzioni di archiviazione a lungo termine.Inoltre, elementi passivi come resistori, condensatori, connettori e antenne sono unificati perfettamente su un singolo substrato.Questa integrazione completa consente alla creazione di unità compatte, ma profondamente capaci, riducendo la dipendenza dai componenti supplementari all'interno degli assiemi dei dispositivi.

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Ruolo della tecnologia di imballaggio SIP

Tecnologia del pacchetto SIP sta trasformando il futuro, andando oltre la legge di Moore come la ricerca incessante di smartphone più sottili e più potenti portano a una rivoluzione nel modo in cui questi dispositivi sono costruiti.I consumatori vogliono dispositivi che non sono solo potente e ricco di caratteristiche ma anche sottile e leggero.Questo desiderio ha guidato lo sviluppo degli smartphone nell'ultimo decennio e continua a influenzare i progetti futuri.Ad esempio, l'iPhone è diventato più sottile nel corso degli anni, passando da circa 12 mm a soli 7,5 mm con l'iPhone XS, mostrando una tendenza chiara: Le persone preferiscono telefoni più sottili e più compatti, anche se questi telefoni si imballano in caratteristiche più tecniche.Il bilanciamento del bell'aspetto con potenti funzioni è diventato una sfida chiave nel design dell'elettronica.

Gli smartphone di oggi sono molto più che semplici strumenti per la comunicazione;Sono dispositivi complessi con funzionalità come sistemi di telecamere avanzati, tecnologie di pagamento senza contatto, funzionalità di doppia SIM e funzionalità di sicurezza come il riconoscimento del viso e delle impronte digitali.Tuttavia, poiché queste funzionalità sono diventate più avanzate, la tecnologia delle batterie non è stata mantenuta, creando un divario nell'efficienza energetica.Per affrontare questi problemi, i produttori utilizzano nuove tecnologie di integrazione, in particolare System-in-Package (SIP), che aiuta a adattarsi maggiormente a meno spazio.L'introduzione di 5G ha reso i progetti ancora più complessi, che richiedono più spazio per il nuovo hardware, come si vede nei primi telefoni 5G come Moto Z3 e Galaxy S10 5G, che erano più spessi e più voluminosi.Huawei Mate X ha gestito uno spessore di soli 5,4 mm, ma doveva ancora adattarsi a molte nuove tecnologie come una configurazione a tripla fotocamera e più antenne da 5G, mostrando che gli ingegneri difficili devono fare per mantenere i dispositivi scatti ma potenti.

Per affrontare la crescente complessità nella progettazione di smartphone, SIP Technology è diventato cruciale.A differenza dei progetti più vecchi che mettono molte funzioni in un unico chip, SIP mette più chip e componenti in un pacchetto compatto.Questo metodo rompe i limiti stabiliti dalla legge di Moore, consentendo Caratteristiche più avanzate in dispositivi più piccoli.La tecnologia SIP ha diversi vantaggi;Semplifica il modo in cui vengono disposte le parti interne, riducendo i tempi di sviluppo.Ad esempio, l'iPhone 7 Plus ha utilizzato SIP per utilizzare meglio il suo spazio interno, adattando più funzionalità senza rendere il telefono più grande o più lento.SIP può anche funzionare con materiali diversi come silicio, arsenide di gallio e silicio-germanio, importanti per parti ad alte prestazioni, garantendo sia il costo-efficacia che le prestazioni forti.

Il crescente uso della tecnologia SIP sta cambiando il modo in cui vengono realizzati i dispositivi elettronici.Combina processi che una volta erano separati, come la creazione di chip, l'imballaggio e l'assemblaggio, che richiedono un lavoro estremamente preciso, spesso fino al micron.Questo cambiamento ha suscitato un'intensa concorrenza tra i grandi attori del settore come TSMC, NLM e Hon Hai e ha incoraggiato partenariati che spingono ulteriormente i confini tecnologici.Mentre i gadget continuano a evolversi per dimensioni, potenza e funzionalità, SIP si distingue come un fattore chiave di innovazione.Aiutare gli ingegneri a sfondare i limiti fisici e tecnologici della legge di Moore, SIP Technology sta rimodellando il modo in cui i dispositivi sono costruiti e aprono la strada alla prossima generazione di elettronica.

Sorseggiare come tecnologia in evoluzione per i telefoni cellulari nell'era 5G

Mentre il mondo passa all'era del 5G, i principali operatori di telecomunicazioni globali stanno già avanzando con i piani di distribuzione.Di Ottobre 2019, Huawei aveva ottenuto oltre 60 contratti commerciali 5G in tutto il mondo e spedito 400.000 5G MIMO AAUS.Le ricerche di mercato di CCS Insight evidenziano che sebbene solo lo 0,6% dei telefoni cellulari spediti nel 2019 fosse abilitato per 5G, si prevede che questo numero cresca esponenzialmente.Entro il 2023, i telefoni 5G dovrebbero costituire il 50% delle spedizioni mobili globali, raggiungendo un totale sbalorditivo di circa 900 milioni di unità.

Perché SIP è cruciale per la tecnologia mobile 5G?

Il passaggio a bande di frequenza più elevata è essenziale per il 5G, poiché le bande inferiore di GHz inferiore a 3 GHz sono già sature di utilizzo della rete esistente.La band intermedia da 3 a 6 GHz dovrebbe diventare lo spettro principale per il 5G, garantendo un'ampia copertura, mentre le frequenze superiori a 6 GHz gestiranno il trasferimento di dati ultra-veloce nelle aree urbane e densamente popolate.Questo spostamento aggiunge complessità alla progettazione di smartphone, in particolare nella gestione del numero crescente di componenti RF necessari per gestire l'aumento della gamma di frequenza.

Gli smartphone ora devono operare su più generazioni di reti mobili - 2G, 3G, 4G e 5G - più infilare la necessità di moduli compatti e altamente integrati.Per la prospettiva, i componenti a semiconduttore RF in un telefono 5G costano circa $ 25 per unità, che è il doppio del costo in un telefono 4G, secondo Qorvo.Questo aumento riflette l'accresciuta complessità dell'integrazione di queste tecnologie, guidando una crescente dipendenza dalla tecnologia SIP (System-In-Package).

In che modo SIP affronta le sfide di integrazione nei telefoni 5G?

L'adozione della tecnologia SIP sta rivoluzionando gli smartphone 5G semplificando l'integrazione di diversi componenti.Ecco alcuni aspetti chiave della sua applicazione:

Compatibilità multi-generazione-Per garantire la compatibilità all'indietro con reti più vecchie come i telefoni 2G, 3G e 4G, 5G richiedono moduli SIP in grado di supportare una vasta gamma di frequenze e standard operativi.Questa compatibilità all'indietro aggiunge una significativa complessità ai progetti front-end RF, ma SIP aiuta a gestirlo consolidando i componenti in moduli compatti ed efficienti.

Supporto a onde millimetriche-Con l'introduzione della tecnologia di onde millimetriche (MMWAVE) nel 5G, il design SIP deve ora includere moduli AIP (antenna-in-package) che integrano antenne a onde millimetriche con componenti front-end RF.Questo è essenziale per raggiungere le alte velocità e la bassa latenza promessa dalle bande MMWAVE.

Integrazione avanzata del sistema-I progressi futuri nella tecnologia SIP si concentreranno sull'integrazione di processori della banda base, memoria e componenti digitali in pacchetti più grandi ed efficienti.Questa integrazione completa è necessaria per soddisfare le esigenze di sistemi 5G sempre più complessi, mantenendo anche i dispositivi leggeri e compatti.

La crescente domanda di AIP in onda millimetrica 5G

Il passaggio alle bande di onde millimetriche pone sfide uniche per i produttori di dispositivi.I segnali ad alta frequenza richiedono antenne significativamente più piccole-di dimensioni 2,5 mm per abbinare le loro lunghezze d'onda più brevi.Queste antenne compatte sono essenziali per prestazioni efficaci ad alta frequenza, in particolare negli smartphone utilizzando la tecnologia MIMO (input multipli multipli) per migliorare la copertura e l'affidabilità del segnale.

I leader del settore come Qualcomm hanno già commercializzato i moduli AIP per soddisfare queste esigenze.Ad esempio, il modulo QTM052 è una soluzione standardizzata utilizzata nel Galaxy S10 5G di Samsung, consentendo un efficiente funzionamento delle onde millimetriche.Tuttavia, non tutti i produttori fanno affidamento su moduli standard.Aziende come Apple dovrebbero sviluppare soluzioni AIP proprietarie su misura per i loro progetti unici.Questa personalizzazione consente ai produttori di ottimizzare le prestazioni, ma richiede anche investimenti sostanziali, in grado di fare miliardi nei prossimi anni.

Usi della tecnologia SIP dei dispositivi indossabili di Apple

Apple visualizza i dispositivi IoT indossabili come centrali nella sua missione di migliorare la salute umana, una visione che il CEO Tim Cook ha descritto come potenzialmente il contributo sociale più importante di Apple.Questo impegno è evidente nello sviluppo dell'azienda di piattaforme come ResearchKit, HealthKit e Carekit.Questi strumenti collegano la tecnologia indossabile con l'ecosistema sanitario, consentendo partenariati con istituzioni di spicco come la Stanford University School of Medicine per far avanzare la ricerca medica e la cura dei pazienti.

L'Apple Watch, introdotto nel 2015, esemplifica l'approccio sofisticato di Apple alla miniaturizzazione e all'ingegneria.Incorpora quasi 900 componenti in una progettazione compatta utilizzando la tecnologia System in Pacchetto (SIP).Questa tecnica innovativa combina componenti essenziali, inclusi i moduli CPU, archiviazione e comunicazione come WiFi e NFC, in un singolo modulo spesso 1 mm.All'interno del framework SIP, oltre 20 chip e 800 componenti lavorano insieme per alimentare le diverse funzionalità dell'orologio, come audio, reattività del tocco e gestione dell'alimentazione.Il risultato è un'integrazione senza soluzione di continuità della tecnologia che bilancia prestazioni, efficienza energetica e vincoli fisici.

Apple ha esteso l'uso della tecnologia SIP anche ad altri dispositivi indossabili.Ad esempio, AirPods Pro, rilasciato a fine ottobre, si basa su questo metodo per supportare funzionalità avanzate come la cancellazione del rumore attivo.Questa integrazione dimostra come SIP consente alle capacità complesse di funzionare in modo affidabile all'interno di piccoli dispositivi leggeri, in cui lo spazio e l'efficienza energetica sono premium.

L'evoluzione dell'elettronica globale è sempre più focalizzata sulla fusione della multifunzionalità con i progetti ad alta efficienza energetica e la tecnologia SIP svolge un ruolo fondamentale in questo spostamento.A differenza dei metodi tradizionali volti esclusivamente a ridurre il consumo di energia e ad aumentare il potere di elaborazione in linea con la legge di Moore, SIP affronta le sfide della creazione di chip più piccoli e più potenti per soddisfare specifiche richieste dei consumatori, aumentando ciò che viene definito "oltre la legge di Moore".Man mano che l'appetito per i dispositivi compatti ad alte prestazioni cresce, SIP è diventato una pietra miliare dell'industria dei semiconduttori.Per Apple, questa tecnologia non riguarda solo il miglioramento dei dispositivi indossabili;È un pilota chiave nella ricerca in corso da parte dell'azienda dell'innovazione incentrata sulla salute.

Domande frequenti [FAQ]

1. In che modo il sistema-in-package (SIP) contribuisce ai progressi della tecnologia dei semiconduttori?

Si concentra sul ruolo e sull'impatto del SIP nella miniaturizzazione e nell'integrazione dei semiconduttori.Contenente un sistema elettronico funzionale o un sottosistema integrato e miniaturizzato attraverso le tecnologie di assemblaggio IC.

2. Quali sono le differenze chiave tra le tecnologie System-in-Package (SIP) e System-on-Chip (SOC)?

Inquadra il confronto in termini di caratteristiche e applicazioni distinte.SIP si riferisce all'incapsulamento di uno o più CPU, micro-controller, DSP, altri acceleratori e chip multifunzionale in un unico pacchetto.SOC si riferisce all'incapsulamento di uno o più CPU, micro-controller, DSP, altri acceleratori o hardware di supporto in un unico chip.