उद्योग समाचार: एसओसी और एसआईपी (सिस्टम-इन-पैकेज) में क्या अंतर है?

SiP की अवधारणा की तुलना टूलबॉक्स को जोड़ने से की जा सकती है। टूलबॉक्स में अलग-अलग उपकरण हो सकते हैं, जैसे स्क्रूड्राइवर, हथौड़े और ड्रिल। हालाँकि वे स्वतंत्र उपकरण हैं, लेकिन सुविधाजनक उपयोग के लिए वे सभी एक बॉक्स में एकीकृत हैं। इस दृष्टिकोण का लाभ यह है कि प्रत्येक उपकरण को अलग से विकसित और उत्पादित किया जा सकता है, और उन्हें आवश्यकतानुसार सिस्टम पैकेज में "असेंबल" किया जा सकता है, जिससे लचीलापन और गति मिलती है।

2. SoC और SiP के बीच तकनीकी विशेषताएं और अंतर

एकीकरण विधि अंतर:
SoC: अलग-अलग कार्यात्मक मॉड्यूल (जैसे CPU, मेमोरी, I/O, आदि) को सीधे एक ही सिलिकॉन चिप पर डिज़ाइन किया जाता है। सभी मॉड्यूल एक ही अंतर्निहित प्रक्रिया और डिज़ाइन तर्क साझा करते हैं, जिससे एक एकीकृत सिस्टम बनता है।
SiP: विभिन्न प्रक्रियाओं का उपयोग करके विभिन्न कार्यात्मक चिप्स का निर्माण किया जा सकता है और फिर उन्हें 3D पैकेजिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग करके एक एकल पैकेजिंग मॉड्यूल में संयोजित करके एक भौतिक प्रणाली बनाई जा सकती है।

डिजाइन जटिलता और लचीलापन:
SoC: चूंकि सभी मॉड्यूल एक ही चिप पर एकीकृत होते हैं, इसलिए डिज़ाइन की जटिलता बहुत अधिक होती है, खासकर डिजिटल, एनालॉग, RF और मेमोरी जैसे विभिन्न मॉड्यूल के सहयोगी डिज़ाइन के लिए। इसके लिए इंजीनियरों के पास गहरी क्रॉस-डोमेन डिज़ाइन क्षमताएँ होनी चाहिए। इसके अलावा, अगर SoC में किसी मॉड्यूल के साथ कोई डिज़ाइन समस्या है, तो पूरी चिप को फिर से डिज़ाइन करने की आवश्यकता हो सकती है, जो महत्वपूर्ण जोखिम पैदा करती है।

 

SiP: इसके विपरीत, SiP अधिक डिज़ाइन लचीलापन प्रदान करता है। सिस्टम में पैकेज किए जाने से पहले अलग-अलग कार्यात्मक मॉड्यूल को अलग-अलग डिज़ाइन और सत्यापित किया जा सकता है। यदि किसी मॉड्यूल के साथ कोई समस्या आती है, तो केवल उस मॉड्यूल को बदलने की आवश्यकता होती है, जिससे अन्य भाग अप्रभावित रहते हैं। यह SoC की तुलना में तेज़ विकास गति और कम जोखिम भी प्रदान करता है।

प्रक्रिया अनुकूलता और चुनौतियाँ:
SoC: डिजिटल, एनालॉग और RF जैसे विभिन्न कार्यों को एक ही चिप पर एकीकृत करने से प्रक्रिया संगतता में महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। विभिन्न कार्यात्मक मॉड्यूल के लिए अलग-अलग विनिर्माण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है; उदाहरण के लिए, डिजिटल सर्किट को उच्च गति, कम-शक्ति प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, जबकि एनालॉग सर्किट को अधिक सटीक वोल्टेज नियंत्रण की आवश्यकता हो सकती है। एक ही चिप पर इन विभिन्न प्रक्रियाओं के बीच संगतता प्राप्त करना बेहद मुश्किल है।

SiP: पैकेजिंग तकनीक के ज़रिए, SiP अलग-अलग प्रक्रियाओं का इस्तेमाल करके बनाए गए चिप्स को एकीकृत कर सकता है, जिससे SoC तकनीक के सामने आने वाली प्रक्रिया संगतता संबंधी समस्याओं का समाधान हो सकता है। SiP कई विषम चिप्स को एक ही पैकेज में एक साथ काम करने की अनुमति देता है, लेकिन पैकेजिंग तकनीक के लिए सटीकता की ज़रूरतें ज़्यादा होती हैं।

अनुसंधान एवं विकास चक्र और लागत:
SoC: चूँकि SoC के लिए सभी मॉड्यूल को शुरू से ही डिज़ाइन और सत्यापित करना ज़रूरी होता है, इसलिए डिज़ाइन चक्र लंबा होता है। प्रत्येक मॉड्यूल को कठोर डिज़ाइन, सत्यापन और परीक्षण से गुजरना पड़ता है, और समग्र विकास प्रक्रिया में कई साल लग सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च लागत आती है। हालाँकि, बड़े पैमाने पर उत्पादन में आने के बाद, उच्च एकीकरण के कारण इकाई लागत कम होती है।
SiP: SiP के लिए R&D चक्र छोटा होता है। चूँकि SiP पैकेजिंग के लिए मौजूदा, सत्यापित कार्यात्मक चिप्स का सीधे उपयोग करता है, इसलिए यह मॉड्यूल रीडिज़ाइन के लिए आवश्यक समय को कम करता है। इससे उत्पाद को तेज़ी से लॉन्च किया जा सकता है और R&D लागत में उल्लेखनीय कमी आती है।

सिस्टम प्रदर्शन और आकार:
SoC: चूंकि सभी मॉड्यूल एक ही चिप पर होते हैं, इसलिए संचार में देरी, ऊर्जा की हानि और सिग्नल में व्यवधान कम से कम होता है, जिससे SoC को प्रदर्शन और बिजली की खपत में बेजोड़ लाभ मिलता है। इसका आकार न्यूनतम है, जो इसे स्मार्टफ़ोन और इमेज प्रोसेसिंग चिप्स जैसे उच्च प्रदर्शन और बिजली की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है।
SiP: हालाँकि SiP का एकीकरण स्तर SoC जितना ऊँचा नहीं है, फिर भी यह मल्टी-लेयर पैकेजिंग तकनीक का उपयोग करके विभिन्न चिप्स को एक साथ कॉम्पैक्ट रूप से पैकेज कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप पारंपरिक मल्टी-चिप समाधानों की तुलना में इसका आकार छोटा होता है। इसके अलावा, चूँकि मॉड्यूल एक ही सिलिकॉन चिप पर एकीकृत होने के बजाय भौतिक रूप से पैक किए जाते हैं, हालाँकि प्रदर्शन SoC से मेल नहीं खा सकता है, फिर भी यह अधिकांश अनुप्रयोगों की ज़रूरतों को पूरा कर सकता है।

3. SoC और SiP के लिए अनुप्रयोग परिदृश्य

SoC के लिए अनुप्रयोग परिदृश्य:
SoC आमतौर पर उन क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है जहां आकार, बिजली की खपत और प्रदर्शन के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं। उदाहरण के लिए:
स्मार्टफोन: स्मार्टफोन में प्रोसेसर (जैसे एप्पल के ए-सीरीज चिप्स या क्वालकॉम के स्नैपड्रैगन) आमतौर पर अत्यधिक एकीकृत SoCs होते हैं, जिनमें CPU, GPU, AI प्रोसेसिंग यूनिट, संचार मॉड्यूल आदि सम्मिलित होते हैं, जिसके लिए शक्तिशाली प्रदर्शन और कम बिजली खपत दोनों की आवश्यकता होती है।
छवि प्रसंस्करण: डिजिटल कैमरों और ड्रोन में, छवि प्रसंस्करण इकाइयों को अक्सर मजबूत समानांतर प्रसंस्करण क्षमताओं और कम विलंबता की आवश्यकता होती है, जिसे SoC प्रभावी रूप से प्राप्त कर सकता है।
उच्च-प्रदर्शन एम्बेडेड सिस्टम: SoC विशेष रूप से कठोर ऊर्जा दक्षता आवश्यकताओं वाले छोटे उपकरणों के लिए उपयुक्त है, जैसे IoT डिवाइस और पहनने योग्य उपकरण।

SiP के लिए अनुप्रयोग परिदृश्य:
एसआईपी में अनुप्रयोग परिदृश्यों की एक व्यापक श्रृंखला है, जो उन क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है जिनमें तीव्र विकास और बहु-कार्यात्मक एकीकरण की आवश्यकता होती है, जैसे:
संचार उपकरण: बेस स्टेशनों, राउटरों आदि के लिए, SiP एकाधिक RF और डिजिटल सिग्नल प्रोसेसरों को एकीकृत कर सकता है, जिससे उत्पाद विकास चक्र में तेजी आती है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: स्मार्टवॉच और ब्लूटूथ हेडसेट जैसे उत्पादों के लिए, जिनमें तेजी से अपग्रेड चक्र होता है, SiP प्रौद्योगिकी नए फीचर वाले उत्पादों को शीघ्रता से लॉन्च करने की अनुमति देती है।
ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स: ऑटोमोटिव प्रणालियों में नियंत्रण मॉड्यूल और रडार प्रणालियां विभिन्न कार्यात्मक मॉड्यूलों को शीघ्रता से एकीकृत करने के लिए SiP प्रौद्योगिकी का उपयोग कर सकती हैं।

4. SoC और SiP के भविष्य के विकास के रुझान

SoC विकास में रुझान:
SoC उच्चतर एकीकरण और विषम एकीकरण की दिशा में विकसित होता रहेगा, जिसमें संभावित रूप से AI प्रोसेसर, 5G संचार मॉड्यूल और अन्य कार्यों का अधिक एकीकरण शामिल होगा, जिससे बुद्धिमान उपकरणों का और अधिक विकास होगा।

एसआईपी विकास में रुझान:
तेजी से बदलती बाजार मांग को पूरा करने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं और कार्यों के साथ चिप्स को एक साथ कसकर पैकेज करने के लिए एसआईपी तेजी से उन्नत पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों, जैसे 2.5 डी और 3 डी पैकेजिंग उन्नति पर निर्भर करेगा।

5। उपसंहार

SoC एक बहुक्रियाशील सुपर गगनचुम्बी इमारत के निर्माण जैसा है, जिसमें सभी कार्यात्मक मॉड्यूल एक ही डिज़ाइन में केंद्रित होते हैं, जो प्रदर्शन, आकार और बिजली की खपत के लिए अत्यधिक उच्च आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। दूसरी ओर, SiP एक सिस्टम में विभिन्न कार्यात्मक चिप्स को "पैकेजिंग" करने जैसा है, जो लचीलेपन और तेज़ विकास पर अधिक ध्यान केंद्रित करता है, विशेष रूप से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयुक्त है जिन्हें त्वरित अपडेट की आवश्यकता होती है। दोनों की अपनी ताकत है: SoC इष्टतम सिस्टम प्रदर्शन और आकार अनुकूलन पर जोर देता है, जबकि SiP सिस्टम लचीलेपन और विकास चक्र के अनुकूलन पर प्रकाश डालता है।