أخبار الصناعة: ما هو الفرق بين SOC و SIP (النظام في الحزمة)؟

يمكن تشبيه مفهوم SIP بتجميع صندوق الأدوات. يمكن أن يحتوي صندوق الأدوات على أدوات مختلفة ، مثل مفكات البراغي والمطارق والتدريبات. على الرغم من أنها أدوات مستقلة ، إلا أنها جميعها موحدة في صندوق واحد للاستخدام المريح. تتمثل فائدة هذا النهج في أنه يمكن تطوير كل أداة وإنتاجها بشكل منفصل ، ويمكن "تجميعها" في حزمة نظام حسب الحاجة ، مما يوفر المرونة والسرعة.

2. الخصائص الفنية والاختلافات بين SOC و SIP

اختلافات طريقة التكامل:
SOC: تم تصميم وحدات وظيفية مختلفة (مثل وحدة المعالجة المركزية ، الذاكرة ، I/O ، إلخ) مباشرة على نفس شريحة السيليكون. تشترك جميع الوحدات في نفس العملية الأساسية ومنطق التصميم ، وتشكيل نظام متكامل.
SIP: يمكن تصنيع رقائق وظيفية مختلفة باستخدام عمليات مختلفة ثم تم دمجها في وحدة تغليف واحدة باستخدام تقنية التغليف ثلاثية الأبعاد لتشكيل نظام مادي.

تعقيد التصميم والمرونة:
SOC: نظرًا لأن جميع الوحدات مدمجة على شريحة واحدة ، فإن تعقيد التصميم مرتفع للغاية ، خاصة بالنسبة للتصميم التعاوني للوحدات المختلفة مثل الرقمية والتمثيلية والرائحة الكبرى والذاكرة. وهذا يتطلب من المهندسين أن يكون لديهم قدرات تصميم عميقة عبر المجال. علاوة على ذلك ، إذا كانت هناك مشكلة في التصميم مع أي وحدة في SOC ، فقد تحتاج إلى إعادة تصميم الشريحة بأكملها ، والتي تشكل مخاطر كبيرة.

 

SIP: على النقيض من ذلك ، يوفر SIP مرونة تصميم أكبر. يمكن تصميم وحدات وظيفية مختلفة والتحقق منها بشكل منفصل قبل تعبئتها في نظام. إذا نشأت مشكلة مع وحدة نمطية ، فإن هذه الوحدة تحتاج فقط إلى استبدالها ، تاركًا الأجزاء الأخرى غير متأثرة. هذا يسمح أيضًا بسرعات تطور أسرع وخفض المخاطر مقارنةً بـ SOC.

توافق العملية والتحديات:
SOC: دمج وظائف مختلفة مثل الرقمية والتناظرية و RF على شريحة واحدة يواجه تحديات كبيرة في توافق العملية. تتطلب الوحدات الوظيفية المختلفة عمليات تصنيع مختلفة ؛ على سبيل المثال ، تحتاج الدوائر الرقمية إلى عمليات عالية السرعة منخفضة ، في حين أن الدوائر التناظرية قد تتطلب التحكم في الجهد الدقيق. من الصعب للغاية تحقيق التوافق بين هذه العمليات المختلفة على نفس الشريحة.

SIP: من خلال تقنية التغليف ، يمكن لـ SIP دمج الرقائق المصنعة باستخدام عمليات مختلفة ، وحل مشكلات توافق العملية التي تواجهها تقنية SOC. يتيح SIP عدة رقائق غير متجانسة بالعمل معًا في نفس الحزمة ، ولكن متطلبات الدقة لتكنولوجيا التغليف عالية.

دورة البحث والتطوير والتكاليف:
SOC: نظرًا لأن SOC تتطلب تصميم جميع الوحدات النمطية من الصفر والتحقق منها ، فإن دورة التصميم أطول. يجب أن تخضع كل وحدة تصميم صارمة للتصميم والتحقق والاختبار ، وقد تستغرق عملية التطوير الشاملة عدة سنوات ، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف. ومع ذلك ، مرة واحدة في الإنتاج الضخم ، تكون تكلفة الوحدة أقل بسبب التكامل العالي.
SIP: دورة البحث والتطوير أقصر لـ SIP. نظرًا لأن SIP يستخدم مباشرة رقائق وظيفية موجودة ومتحقق منها للتغليف ، فإنه يقلل من الوقت اللازم لإعادة تصميم الوحدة النمطية. هذا يسمح بإطلاق المنتجات بشكل أسرع ويقلل بشكل كبير من تكاليف البحث والتطوير.

أداء النظام وحجمه:
SOC: نظرًا لأن جميع الوحدات على نفس الرقاقة ، يتم تقليل تأخيرات الاتصال ، وفقدان الطاقة ، وتداخل الإشارة ، مما يمنح SOC ميزة لا مثيل لها في الأداء واستهلاك الطاقة. حجمها ضئيل ، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات ذات المتطلبات العالية للأداء والطاقة ، مثل الهواتف الذكية ورقائق معالجة الصور.
SIP: على الرغم من أن مستوى تكامل SIP ليس مرتفعًا مثل SOC ، إلا أنه لا يزال بإمكانه حزم رقائق مختلفة معًا باستخدام تقنية عبوات متعددة الطبقات ، مما يؤدي إلى حجم أصغر مقارنةً بالحلول التقليدية المتعددة. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن الوحدات النمطية يتم تعبئتها جسديًا بدلاً من دمجها على شريحة السيليكون نفسها ، في حين أن الأداء قد لا يتطابق مع SOC ، إلا أنه لا يزال بإمكانه تلبية احتياجات معظم التطبيقات.

3. سيناريوهات التطبيق لـ SOC و SIP

سيناريوهات التطبيق لـ SOC:
عادةً ما تكون SOC مناسبة للحقول ذات المتطلبات العالية للحجم واستهلاك الطاقة والأداء. على سبيل المثال:
الهواتف الذكية: عادةً ما تكون المعالجات في الهواتف الذكية (مثل رقائق Apple A-Series أو Snapdragon من Qualcomm) هي SOCs متكاملة للغاية والتي تتضمن وحدة المعالجة المركزية ووحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الذكاء الاصطناعى ووحدات الاتصال ، وما إلى ذلك ، والتي تتطلب أداءً قويًا واستهلاك الطاقة المنخفضة.
معالجة الصور: في الكاميرات الرقمية والطائرات بدون طيار ، غالبًا ما تتطلب وحدات معالجة الصور إمكانات معالجة متوازية قوية ومزمن منخفض ، والتي يمكن أن تحققها SOC بفعالية.
الأنظمة المضمنة ذات الأداء العالي: SOC مناسبة بشكل خاص للأجهزة الصغيرة ذات متطلبات كفاءة الطاقة الصارمة ، مثل أجهزة إنترنت الأشياء والأجهزة القابلة للارتداء.

سيناريوهات التطبيق لـ SIP:
يحتوي SIP على مجموعة أوسع من سيناريوهات التطبيق ، مناسبة للحقول التي تتطلب تطورًا سريعًا وتكامل متعدد الوظائف ، مثل:
معدات الاتصالات: بالنسبة للمحطات الأساسية ، أجهزة التوجيه ، وما إلى ذلك ، يمكن لـ SIP دمج معالجات الإشارات الرقمية المتعددة ومعالجات الإشارات الرقمية ، وتسريع دورة تطوير المنتج.
الإلكترونيات الاستهلاكية: بالنسبة للمنتجات مثل الساعات الذكية وسماعات Bluetooth ، التي لديها دورات ترقية سريعة ، تتيح SIP Technology عمليات إطلاق أسرع لمنتجات الميزات الجديدة.
إلكترونيات السيارات: يمكن للوحدات النمطية وأنظمة الرادار في أنظمة السيارات الاستفادة من تقنية SIP لدمج الوحدات الوظيفية المختلفة بسرعة.

4. اتجاهات التنمية المستقبلية لـ SOC و SIP

الاتجاهات في تنمية SOC:
ستستمر SOC في التطور نحو التكامل العالي والتكامل غير المتجانس ، والذي يحتمل أن ينطوي على المزيد من التكامل مع معالجات الذكاء الاصطناعي ، وحدات الاتصال 5G ، وغيرها من الوظائف ، مما يؤدي إلى مزيد من التطور للأجهزة الذكية.

الاتجاهات في تنمية SIP:
ستعتمد SIP بشكل متزايد على تقنيات التغليف المتقدمة ، مثل تطورات التغليف 2.5D و 3D ، إلى حزم الرقائق بإحكام مع عمليات ووظائف مختلفة معًا لتلبية متطلبات السوق السريعة المتغيرة.

5. الخلاصة

يشبه SOC بناء ناطحة سحاب سوبر متعددة الوظائف ، وتركز جميع الوحدات الوظيفية في تصميم واحد ، ومناسبة للتطبيقات ذات المتطلبات العالية للغاية للأداء والحجم واستهلاك الطاقة. SIP ، من ناحية أخرى ، يشبه "التغليف" رقائق وظيفية مختلفة في نظام ، مع التركيز أكثر على المرونة والتطوير السريع ، بشكل خاص للإلكترونيات الاستهلاكية التي تتطلب تحديثات سريعة. كلاهما لهما نقاط قوتهما: يؤكد SOC على أداء النظام الأمثل وتحسين الحجم ، بينما يسلط SIP الضوء على مرونة النظام وتحسين دورة التطوير.