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时间: 2020年02月20日 02:40 | 来源: 【阡陌】 | 编辑: 蒙涵蓄 | 阅读: 8608 次

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主安全阀由小脉冲阀操控。主阀鄙人半部,副阀在上半部,介质一起通入主阀和副阀阀盘处。当介质压力超越规则数值时,首要紧缩副阀绷簧,使副阀盘上升,副阀敞开,介质进入活塞缸的上方,然后推进活塞下移,唆使主阀盘向下移动,主阀敞开,介质被排放出来。当介质压力下降到规则值时,副阀在上部绷簧的效果下开端封闭,活塞上方的压力下降,主阀在介质压力的效果下也开端封闭。

OFweek电子工程网讯 半导体职业正在向持续小型化和日益增加的复杂度开展,也推进着体系级封装(SiP)技能的更广泛选用。

SiP 的一大优势是能够将不断添加的功用压缩进越来越小的外形尺度中,比方可穿戴设备或医疗植入设备。所以虽然这种封装的单个芯片中的单个 die 上集成的功用更少了,但全体封装经过更小的空间占用而包含了更多功用。在作用上,这就完结了在一个封装中封装一个完好的电子体系,其间 IC 是平整排布或笔直堆叠的,也或者是两者的联系。

此外,SiP 技能是在现已存在了多年的技能上的拓展。它构建于已有的封装技能之上,比方倒装芯片、wire bonding、fan-out 晶圆级封装。

多芯片模块(MCM)是体系级封装的前身。MCM 开端是为数据存储(比方 1960 和 1970 时代的 bubble memory)和特定的军事/航空航天电子设备开发的。如今依然还有一些商品在运用它们,比方任天堂的 Wii U 游戏机。但由于摩尔定律的不断开展,这种封装计划被没有得到大规模的选用,由于摩尔定律能更廉价和更轻松地将一切东西放置到单一一块芯片上。

图 1:TI 的 bubble memory 模块

在 16/14nm 节点时,状况发作了改变,这时候持续减小器材尺度现已变得愈加艰难。并且跟着新节点的到来,难度还会持续增大。比方在 5nm 节点时,估计会引进全新的晶体管构造,并且大家还在思考用钴或钌等新材料来代替互连中的铜。此外,动态功率密度和自热在 16/14nm 节点时就现已变成疑问了。而在 10nm 及今后,这些疑问还需要更大的重视和高档电源管理电路。在规划方面,布线堵塞的疑问也越来越大,并且 RC 推迟、电搬迁以及热、静电放电和电磁搅扰等物理效应还在加重这个疑问。

领先的封装技能为处理这些疑问供给了一些代替办法。首要,其经过物理的别离而供给了一种最小化物理效应的办法。比方说,一个对数字噪声和热效应灵敏的模仿模块能够经过运用分隔的芯片而更轻松地缓冲。其次,由于一切芯片或 chiplet 都能够在一个封装中复用,所以会使得 IP 复用愈加简略。第三,经过添加芯片之间的衔接的直径和缩短信号传输的间隔,能够提高功用并下降功耗,这反过来又能够下降驱动这些信号所需的功率。

“SiP 在完结方面还处于起步期间,”ASE Group 出售和事务开发副总裁 Yin Chang 说,“咱们依然在学习 SiP 的一切可能性。这是 SiP 的真实开端。”

但高档封装显着现已不再处于触及多种封装办法的可行性和可靠性的基础研究期间了。如今的应战是完结与摩尔定律经过将一切东西放置到单个 die 上所带来的相同的规模经济。半导体职业现已拿出了安稳的选项和技能开展趋势以协助转型。

“技能进步是两层的,”Chang 说,“一是 2.5D 方面,其间能够运用硅 interposer 衔接各种类型的高密度硅。这答应完结最大化的集成,并且能够在小空间内带来功用提高。其次,将曩昔的各种功用放到一同可能会致使芯片的抵触或相互搅扰。在这些抵触的硅功用之间放入动态屏蔽和将这些放入一个十分小的外形当中的才干使其能够被用于需要这类外形需要的运用——首要是在可穿戴和物联网运用中。”

图2:SiP 全景图,来自 ASE

也有其它公司正在改善这项技能。

“这种技能的发展首要是关于多个 die 的异构集成以及(这也是一个要害组件)在最小尺度上无源器材的有用混合和匹配。” STATS ChipPAC 高档总监 Urmi Ray 说,“这即是曩昔几年发作的作业,由于这些形式现已出如今了十分小外形尺度中无源器材和有源器材的优化的要害范畴。此外,咱们在拼装方面现已看到了十分有用的处理、贴装、小、十分薄的 die 和两种相对大的器材。很薄的 die 正在变得越来越显着,很显着,其外形正在变小。”

图 3:一种现代 SiP,来自 STATS ChipPAC

Yole Développement 总裁兼 CEO Jean-Christophe Eloy 调查得到了相似的定论。他指出苹果由台积电出产和拼装的 A10 处理器规划现已答应无源器材回到芯片规划中了,而不再仅仅将其看作是 PCB 上的分立元件。他说:“幸亏台积电和苹果的 A10,集成无源器材回归到了移动运用中。”

SiP 是什么?

Amkor Technology SiP/体系集成部分副总裁 Nozad Karim 上个月在加州 Rohnert Park 经过这个疑问启动了最早的 System in Package (SiP) Technology 会议和博览会(由世界微电子拼装与封装协会(IMAPS)主办)。

“它有许多许多界说,”他说,“它是体系,也是封装。”

TechSearch International 总裁 Jan Vardaman 弥补了更多布景信息:“这个职业需要明白咱们界说 SiP 的办法。”她解说说,SiP 触及到“两个或多个不相似的 die”并且“构成一个功用模块”。

Vardaman 弥补说:“SiP 并不是指单一一种封装。fan-out 晶圆级封装也能够变成 SiP。”但她也指出台积电的 InFO 层叠封装(package-on-package )技能并不满意 SiP 的界说。

Vardaman 估量 2016 年会出货 149 亿 SiP 封装。移动设备、可穿戴和别的花费商品占到了 SiP 总量的 82%。Vardaman 估计从 2016 年到 2020 年 SiP 的年复合增加率为 13.7%。

Vardaman 说,iPhone 7 和 7 Plus 智能手机各自有大概 15 个 SiP,而 Apple Watch Series 2 包含 3 个 SiP,三星 Galaxy S8 有 13 个 SiP。

别的参阅一点,Yole Développement 猜测从 2022 年开端,将有 450 万晶圆(以 12 英寸晶圆核算)将包含透硅通孔(through-silicon vias),这种通孔是 interposer 和其它高档封装所需的。

图 4:高档封装增加猜测,来自Yole Développement

商场

SiP 最早是用在高端的网络运用商场,其间吞吐量很要害,而报价并不是一个重要因素;另一些则在花费电子和移动商场,其间前期开发的成本能够经过高销量和体系的全体报价抵消。

今日首要的完结包含将处理器、内存、逻辑和传感器集成到一个模块中,然后为一些客户供给一站式处理计划。但跟着成本下降,这些商品估计将对物联网设备开发者特别有用,它们通常需要迅速移风易俗。

“模块化这种处理计划能让咱们迅速创立十分迅速的上市时刻处理计划。”ASE 的 Chang 说,“所以咱们能够运用特定功用的 SiP,这让公司能够十分迅速地将它拼装到一同,并将商品推向商场。这些关于的是可穿戴和 IoT,其间商场改变得十分快。这些是 SiP 能够一同满意的两个不相同的请求。”

由于其能够以更小的外形完结更长的电池寿数,SiP 也在渗透进轿车、工业和医疗电子范畴。在人工智能和神经引擎等有高功用需要的运用中,SiP 也很适宜。Chang 说:“SiP 能够进入广泛多样的职业范畴。”并且这项技能也合适主动轿车、增强实践、5G 无线通信等等。

“咱们相信你能够将其放在主动轿车中用作它们的神经引擎,由于在轿车中,你需要在十分小的外形中集成高速处理计划,所以你不能在车子里装一台大电脑。”Chang 说,“你可能要很高的处理带宽,所以会有一个 SiP 处理这些高带宽需要,或许要与神经引擎有 5G、6G 、7G 的衔接速度。在这方面,2.5D 处理计划可认为这种类型的密布核算需要供给异构硅计划。关于增强实践,由于你需要在你的眼镜上放上屏幕,所以外形巨细会变得至关重要——由于你必定还想最大化电池寿数,这么你就不需要不断充电就能坚持 AR 作业了。这种减缩电子商品尺度、迅速模块化以便占领商场空间的才干关于花费者和公司而言也都至关重要。对咱们来说,用 SiP 掩盖这两个商场规模是很激动人心的。使用咱们一切的封装和 EMS 经历,咱们能够发明十分高密度的模块,并为 AR 制作商供给处理计划。经过咱们的 bumping、flip chip 和 RDL 处理计划,咱们可认为将来的主动轿车发明 2.5D 的神经引擎。”

STATS 的 Ray 说两大优势是 RF 屏蔽和有源与无源器材的双面集成。这可认为移动手机完结双面打印的电路板,然后减小模块尺度。

Ray 说,在选用 SiP 时,“功用的模块化是一个实践的商场趋势。”他指出了物联网、可穿戴、传感器和轿车电子范畴的高档驾驭辅佐体系等新式商场。“这些是十分不相同的商场。对一切这些来说,要害是要完结不相同的集成。”

可穿戴设备在花费电子商品中的尺度最小,SiP 现已在可穿戴设备的高带宽内存中得到了运用。Ray 说:“用 SiP 的首要原因是尺度巨细和异构集成。”

经历教训

可是,要将 SiP 看作是一种处理计划都还需要一些时刻。实践上,OSAT、代工厂和 IDM 现已认真对待这些封装办法近十年的时刻了。

“和其它一切 OSAT 相同, STATS ChipPAC 一直以来都在重视(SiP)才干的开发。”Ray 说,“在规划和拼装上,咱们真的很尽力。”该公司也现已转向了体系级测验,将 RF 测验和数字测验联系起来,保证 SiP 能有用。

其间许多作业都是协作完结的。

“咱们得到的最大经历教训是需要与咱们协作的客户严密协作,”Chang 说,“仅仅能够做出 SiP 并不意味着能够做出 SiP 处理计划。与客户严密协作,让他们通知你他们的硬件和软件方面的需要,这种协作才干成功完结 SiP 。任何人都能拼好一个乐高。咱们意识到咱们需要与客户一道,才干真实把乐高积木拼起来让他们能够将自个的处理计划推向商场。”

大多数状况下,客户都会供给必要的软件,虽然封装厂的确会供给固件。

可是很显着,SiP 技能将会持续发扬光大,并将在将来几年在半导体制作范畴得到更广泛的运用。由于很少有公司能跟随摩尔定律进入单位数的纳米规模,SiP 就供给了另一条行进的路途。跟着这项技能更多地被证实能够用于现有的组件,那么估计其盛行程度还将迎来大幅度的扩大。



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除了物理降温办法以外,在软件层面上还能够进行设置来下降手机的温度。例如,在游戏设置中,能够将游戏作用调低,这么能够下降手机硬件的负载,天然发热量就少了。并且,游戏作用调低以后,游戏也会运转的更流通。

(蒙涵蓄编辑《【阡陌】》2020年02月20日 02:40 )

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