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(tǒng)級芯片、微傳感器、微執(zhí)行器和外圍薄膜無源元件集成在一起，集微電子技術、光電子技術、MEMS(微電機系統(tǒng))技術和納米技術于一體的系統(tǒng)封裝(SoP)階段。

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

　　系統(tǒng)封裝實現真正小型化

　　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。我們國內將其稱為二次集成，意指在半導體單片集成電路的基礎上，實現包括外圍無源元件在內的混合集成。混合集成電路是隨著半導體和集成電路的發(fā)展而發(fā)展起來的。它經歷了和半導體類似的發(fā)展歷程。隨著半導體集成電路規(guī)模的擴大，混合集成電路經歷集成了中小規(guī)模IC(集成電路)的混合電路、集成了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的多芯片組件(MCM)、集成了系統(tǒng)級芯片實現3D堆疊組裝的封裝內系統(tǒng)(SIP)等階段?，F在，國際上混合集成電路正在步入將系統(tǒng)級芯片、微傳感器、微執(zhí)行器和外圍薄膜無源元件集成在一起，集微電子技術、光電子技術、MEMS(微機電系統(tǒng))技術和納米技術于一體的系統(tǒng)封裝(SoP)階段。

　　在許多情況下，遵循摩爾定律發(fā)展的IC僅占一個系統(tǒng)的10%，其余90%是組裝在一兩個印制電路板上的諸如電阻、電容、電感、天線、濾波器和開關這類分立無源元件，它們仍舊留在那里。要實現真正的小型化需要再前進一步，即用系統(tǒng)封裝(SoP)來實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(tǒng)成為具有從多功能到兆功能的設備。SoP不僅被開發(fā)用于無線通信、計算和娛樂裝置，配上傳感器，它還可以用來檢測各種物質(有毒的和無毒的)，包括周圍環(huán)境中、食物里以及人體內的化學物質。該技術解決了系統(tǒng)中90%沒有被集成化部分的體積問題(即所謂的90%問題)。

　　SoP技術代表了一種截然不同的系統(tǒng)構建方法。它縮小了笨拙的印制電路板體積并節(jié)省了許多元件，使它們幾乎消失。實際上，SoP建立了系統(tǒng)集成的新定律。有人將其稱為電子學第二定律。這個新定律是：隨著元件尺寸縮小和印制電路板的消失，在一個SoP里元件密度每年大約增加1倍，而封裝內系統(tǒng)功能的數量將以同樣的比例增加。這樣，SoP技術在系統(tǒng)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生更大的作用和影響。

　　自從1993年美國佐治亞理工學院提出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展合作，包括AMD、Asahi、愛立信、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問工程師來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技術研究，將其應用到汽車、計算機、消費電子、軍事電子和無線通信領域。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、光學和傳感元件做進單一封裝，形成不同的組合。