混合集成電路步入SOP階段 我國應加快研發(fā)

　　現在，國際上混合集成電路正在步入將系統級芯片、微傳感器、微執行器和外圍薄膜無(wú)源元件集成在一起，集微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、MEMS(微電機系統)技術(shù)和納米技術(shù)于一體的系統封裝(SoP)階段。

　　電子產(chǎn)品的發(fā)展大趨勢是高集成、高性能和高可靠性，而隨著(zhù)技術(shù)的提高將產(chǎn)品的“輕、薄、短，小”不斷推向新的水平。有源器件經(jīng)歷了由電子管、晶體管、小規模集成電路、中規模集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路階段，現在實(shí)現了系統級芯片(SoC)，驗證了摩爾定律“每18個(gè)月集成電路芯片上的晶體管數目增加1倍”的預言。無(wú)源元件也正在實(shí)現從有引線(xiàn)插裝元件的形式向無(wú)引線(xiàn)表面貼裝的小型化形式發(fā)展。

　　系統封裝實(shí)現真正小型化

　　混合集成電路是一種小型化、高性能和高可靠的互連封裝手段。我們國內將其稱(chēng)為二次集成，意指在半導體單片集成電路的基礎上，實(shí)現包括外圍無(wú)源元件在內的混合集成。混合集成電路是隨著(zhù)半導體和集成電路的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。它經(jīng)歷了和半導體類(lèi)似的發(fā)展歷程。隨著(zhù)半導體集成電路規模的擴大，混合集成電路經(jīng)歷集成了中小規模IC(集成電路)的混合電路、集成了大規模和超大規模集成電路的多芯片組件(MCM)、集成了系統級芯片實(shí)現3D堆疊組裝的封裝內系統(SIP)等階段?，F在，國際上混合集成電路正在步入將系統級芯片、微傳感器、微執行器和外圍薄膜無(wú)源元件集成在一起，集微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、MEMS(微機電系統)技術(shù)和納米技術(shù)于一體的系統封裝(SoP)階段。

　　在許多情況下，遵循摩爾定律發(fā)展的IC僅占一個(gè)系統的10%，其余90%是組裝在一兩個(gè)印制電路板上的諸如電阻、電容、電感、天線(xiàn)、濾波器和開(kāi)關(guān)這類(lèi)分立無(wú)源元件，它們仍舊留在那里。要實(shí)現真正的小型化需要再前進(jìn)一步，即用系統封裝(SoP)來(lái)實(shí)現真正意義上的小型化。SoP超越了摩爾定律，它將IC與微米量級的薄膜型分立元件結合，將各種元器件內埋在一種非常小的新型封裝里，以至于使手持系統成為具有從多功能到兆功能的設備。SoP不僅被開(kāi)發(fā)用于無(wú)線(xiàn)通信、計算和娛樂(lè )裝置，配上傳感器，它還可以用來(lái)檢測各種物質(zhì)(有毒的和無(wú)毒的)，包括周?chē)h(huán)境中、食物里以及人體內的化學(xué)物質(zhì)。該技術(shù)解決了系統中90%沒(méi)有被集成化部分的體積問(wèn)題(即所謂的90%問(wèn)題)。

　　SoP技術(shù)代表了一種截然不同的系統構建方法。它縮小了笨拙的印制電路板體積并節省了許多元件，使它們幾乎消失。實(shí)際上，SoP建立了系統集成的新定律。有人將其稱(chēng)為電子學(xué)第二定律。這個(gè)新定律是：隨著(zhù)元件尺寸縮小和印制電路板的消失，在一個(gè)SoP里元件密度每年大約增加1倍，而封裝內系統功能的數量將以同樣的比例增加。這樣，SoP技術(shù)在系統小型化方面將比僅僅處理IC芯片上晶體管數目的摩爾定律產(chǎn)生更大的作用和影響。

　　自從1993年美國佐治亞理工學(xué)院提出SoP的概念后，他們與美國、日本、韓國和歐洲的100多家電子公司在這方面開(kāi)展合作，包括AMD、Asahi、愛(ài)立信、Ford、日立、IBM，英特爾、Matsushita、摩托羅拉、NEC、諾基亞、三星、索尼和TI等公司。此外，70多位研究人員作為訪(fǎng)問(wèn)工程師來(lái)到他們的封裝研究中心研究SoP及其應用。

　　迄今為止，至少有50家公司參與了SoP技術(shù)研究，將其應用到汽車(chē)、計算機、消費電子、軍事電子和無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域。該研究中心還為許多公司建造許多試驗樣機，將模擬、數字、射頻、光學(xué)和傳感元件做進(jìn)單一封裝，形成不同的組合。