Sistema en un paquete

Un sistema en un paquete , o sistema en paquete ( SiP ), es un conjunto de circuitos integrados (CI) encerrados en un paquete portador de chip o que abarca un sustrato de paquete de CI que puede incluir componentes pasivos y realizar las funciones de un sistema completo. Los CI pueden apilarse mediante apilamiento de chips o paquete sobre paquete , colocados uno al lado del otro ( módulo multichip , MCM) y/o incrustados en el sustrato. ^{[ 1 ]} El SiP realiza todas o la mayoría de las funciones de un sistema electrónico y se utiliza típicamente al diseñar componentes para teléfonos móviles , reproductores de música digital , etc. ^{[ 2 ]} Los chips que contienen circuitos integrados pueden apilarse verticalmente en el sustrato del paquete. Están conectados internamente por finos cables que están unidos al sustrato del paquete. Alternativamente, con una tecnología flip chip , se utilizan protuberancias de soldadura para unir los chips apilados entre sí y al sustrato del paquete, o incluso se pueden utilizar ambas técnicas en un solo paquete. Los SiP son como sistemas en un chip (SoC), pero menos integrados y no en un solo chip semiconductor . ^{[ 3 ]}

Los SIP se pueden utilizar para reducir el tamaño de un sistema, mejorar el rendimiento o reducir los costos. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Algunas definiciones de SiP excluyen aquellas que solo utilizan MCM bidimensional. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Los chips SiP se pueden apilar verticalmente o colocar horizontalmente, mediante técnicas como el empaquetado de chiplets o de tipo quilt . Los SiP conectan los chips con conexiones de cable o protuberancias de soldadura estándar fuera del chip, a diferencia de los circuitos integrados tridimensionales, ligeramente más densos, que conectan los chips de silicio apilados con conductores que atraviesan el chip mediante vías pasantes de silicio . Se han desarrollado muchas técnicas de empaquetado 3D diferentes para apilar muchos chips estándar en un área compacta. ^{[ 8 ]}

Los SiP pueden contener varios chips o matrices —como un procesador especializado , DRAM o memoria flash— combinados con componentes pasivos —resistencias y condensadores— , todo montado en el mismo sustrato . Esto significa que se puede construir una unidad funcional completa en un solo paquete, de modo que se necesitan pocos componentes externos para su funcionamiento. Esto es especialmente valioso en entornos con espacio limitado, como reproductores de MP3 y teléfonos móviles, ya que reduce la complejidad de la placa de circuito impreso y del diseño general. A pesar de sus ventajas, esta técnica disminuye el rendimiento de fabricación, ya que cualquier chip defectuoso en el paquete dará como resultado un circuito integrado empaquetado no funcional, incluso si todos los demás módulos en ese mismo paquete funcionan correctamente.

Los SiP contrastan con la arquitectura común de circuitos integrados de sistema en un chip (SoC), que integra componentes según su función en un único chip . Un SoC suele integrar una CPU, interfaces gráficas y de memoria, conectividad de disco duro y USB , memorias de acceso aleatorio y de solo lectura , y almacenamiento secundario o sus controladores en un solo chip. En comparación, un SiP conecta estos módulos como componentes discretos en uno o más paquetes o chips. Un SiP se asemeja a la arquitectura tradicional de PC basada en placa base , ya que separa los componentes según su función y los conecta a través de una placa de circuito de interfaz central. Un SiP tiene un menor grado de integración en comparación con un SoC. Los circuitos integrados híbridos (HIC) son algo similares a los SiP, sin embargo, tienden a manejar señales analógicas ^{[ 9 ]} mientras que los SiP generalmente manejan señales digitales, ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} debido a esto los HIC usan tecnología más antigua o menos avanzada (tienden a usar placas de circuito o sustratos de una sola capa, no usan apilamiento de chips, no usan flip chip o BGA para conectar componentes o chips, usan solo unión de cables para conectar chips o paquetes de circuitos integrados de contorno pequeño, usan paquetes Dual in-line o paquetes Single in-line para la interfaz fuera del IC híbrido en lugar de BGA, etc.). ^{[ 15 ]}

Las soluciones SiP pueden requerir múltiples tecnologías de empaquetado , como flip chip , unión de cables , empaquetado a nivel de oblea , vías pasantes de silicio (TSV), chiplets y más. ^{[ 16 ] [ 7 ]}

Integrado/Móvil:

Ordenadores personales:

• Dispositivos Micro Avanzados
• Intel

• Embalaje avanzado (semiconductores)
• Módulo multichip
• Sistema en un chip (SoC)
• circuito integrado híbrido (HIC)

• Tecnología de módulos multichip System in Package (SiP) - Tecnologías de PCB