[📚세미피디아] System in a package란?

 

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SIP란?

CAD drawing of a SiP multi-chip which contains a processor, memory and storage on a single substrate

 

https://en.wikipedia.org/wiki/System_in_a_package

https://www.youtube.com/watch?v=w9-jASDyRS4&pp=ygUTU3lzdGVtIGluIGEgcGFja2FnZQ%3D%3D

패키지 내 시스템(SiP) 또는 시스템-인-패키지는 하나의 칩 캐리어 패키지 안에 포함된 다수의 집적 회로(IC)이다. 또는 IC 패키지 기판을 포함할 수 있으며, 수동 부품을 포함하고 전체 시스템의 기능을 수행할 수 있다. IC는 패키지 위에 패키지 방식, 나란히 배치, 그리고/또는 기판에 내장되어 있을 수 있다. SiP는 전자 시스템의 모든 기능 또는 대부분의 기능을 수행하며, 주로 모바일 폰, 디지털 음악 플레이어 등의 구성요소 설계에 사용된다. 집적 회로를 포함하는 다이가 패키지 기판 위에 수직으로 적층될 수 있다. 이들은 패키지 기판에 본딩된 가는 와이어로 내부적으로 연결된다. 대안으로, 플립 칩 기술을 사용하여 솔더 범프로 적층된 칩들과 패키지 기판을 연결할 수 있으며, 두 기술을 함께 사용할 수도 있다. SiP는 시스템 온 칩(SoC)과 유사하지만, 더 느슨하게 통합되어 있고 단일 반도체 다이에 있지 않다.

 

SiP는 시스템의 크기를 줄이거나, 성능을 향상시키거나, 비용을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 이 기술은 멀티 칩 모듈(MCM) 기술에서 발전했으며, 다른 점은 SiP가 여러 칩 또는 다이를 서로 위에 쌓는 [3차원 집적 회로] 기술을 사용한다는 것이다.

https://www.youtube.com/watch?v=hLNmY7748Zc&pp=ygUTU3lzdGVtIGluIGEgcGFja2FnZQ%3D%3D

기술

SiP 다이는 수직으로 쌓거나 수평으로 배열할 수 있다. 칩렛 또는 퀼트 패키징과 같은 기술을 사용한다. SiP는 다이를 표준 오프칩 와이어 본드나 솔더 범프로 연결하는데, 이는 실리콘 비아를 이용해 적층 실리콘 다이를 도체로 연결하는 약간 더 조밀한 3차원 집적 회로와는 다르다. 많은 다양한 3D 패키징 기술이 compact한 영역에 많은 표준 칩 다이를 적층하기 위해 개발되었다.

 

SiP에는 전문 프로세서, DRAM, 플래시 메모리와 같은 여러 개의 칩이나 다이와 저항기와 커패시터와 같은 수동 부품이 동일한 기판에 탑재될 수 있다. 이는 단일 패키지에 완전한 기능 유닛을 구축할 수 있어, 작동시키기 위해 추가로 외부 부품을 장착할 필요가 거의 없다는 것을 의미한다. 이는 MP3 플레이어와 모바일 폰과 같이 공간이 제한적인 환경에서 특히 유용하다. 왜냐하면 회로기판의 복잡성과 전체 설계를 줄일 수 있기 때문이다. 이러한 장점에도 불구하고, 이 기술은 패키지 내 결함이 있는 칩이 있으면 해당 패키지 내의 다른 모듈이 모두 정상적이어도 기능하지 않는 집적 회로가 되기 때문에 제조 수율을 감소시킨다.

 

SiP는 기능에 기반하여 단일 회로 다이에 구성요소를 통합하는 일반적인 시스템 온 칩(SoC) 집적 회로 구조와 대조된다. SoC는 일반적으로 CPU, 그래픽 및 메모리 인터페이스, 하드디스크 및 USB 연결성, 랜덤 액세스 및 읽기 전용 메모리, 그리고 보조 저장장치 및/또는 그 컨트롤러를 단일 다이에 통합한다. 이에 비해 SiP는 이러한 모듈들을 하나 이상의 칩 패키지 또는 다이에 분리된 구성요소로 연결한다. SiP는 기능에 따라 구성요소를 분리하고 중앙 인터페이스 회로 기판을 통해 연결하는 일반적인 전통적 마더보드 기반의 PC 아키텍처와 유사하다. SiP는 SoC에 비해 통합 정도가 낮다. 하이브리드 집적 회로는 SiP와 다소 유사하지만, 더 오래된 또는 덜 발달된 기술을 사용하는 경향이 있다(단일 레이어 회로기판 또는 기판을 사용하고, 다이 적층을 사용하지 않으며, 플립 칩 또는 BGA를 사용하지 않고, 와이어 본딩만 사용하고, DIP 또는 SIP 패키지만 사용한다 등).

 

SiP 기술은 주로 웨어러블, 모바일 기기 및 사물인터넷 초기 시장 동향에 의해 주도되고 있다. 이 시장은 안정된 소비자 및 비즈니스 SoC 시장만큼 생산량이 많지 않다. 사물인터넷이 비전이 아닌 현실이 됨에 따라, 마이크로전자기계(MEMS) 센서가 별도의 다이에 통합되어 연결성을 제어할 수 있도록 시스템 온 칩 및 SiP 수준에서 혁신이 일어나고 있다.

SiP 솔루션은 플립 칩, 와이어 본딩, 웨이퍼 레벨 패키징, 실리콘 비아(TSVs), 칩렛 등 다양한 패키징 기술을 요구할 수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=VUwWkGG_a1U&t=700s&pp=ygUTU3lzdGVtIGluIGEgcGFja2FnZQ%3D%3D

공급업체

• 어드밴스드 마이크로 디바이시스
• 암코 테크놀로지
• 애트멜
• 앰팩 테크놀로지 Inc.
• 나니움, S.A.
• ASE 그룹
• 세라마이크로
• 칩시피 테크놀로지
• 사이프레스 반도체
• STATS ChipPAC Ltd
• 도시바
• 르네사스
• 샌디스크
• 삼성
• 실리콘 랩스
• 옥타보 시스템스
• 노르딕 세미콘덕터
• JCET

 

참고 항목

• 멀티 칩 모듈
• 시스템 온 칩(SoC)
• 하이브리드 집적 회로(HIC)
• https://www.youtube.com/watch?v=-egYoxajTz0&pp=ygUTU3lzdGVtIGluIGEgcGFja2FnZQ%3D%3D

 

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