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

SiP की अवधारणा की तुलना टूलबॉक्स को असेंबल करने से की जा सकती है। टूलबॉक्स में विभिन्न उपकरण हो सकते हैं, जैसे स्क्रूड्राइवर, हथौड़े और ड्रिल। यद्यपि वे स्वतंत्र उपकरण हैं, 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 लचीलापन और गति प्रदान करते हुए आवश्यकतानुसार सिस्टम पैकेज में "इकट्ठा" किया जा सकता है।

2. एसओसी और एसआईपी के बीच तकनीकी विशेषताएं और अंतर

एकीकरण विधि अंतर:
एसओसी: विभिन्न कार्यात्मक मॉड्यूल (जैसे सीपीयू, मेमोरी, आई/ओ, आदि) सीधे एक ही सिलिकॉन चिप पर डिज़ाइन किए गए हैं। सभी मॉड्यूल समान अंतर्निहित प्रक्रिया और डिज़ाइन तर्क साझा करते हैं, जिससे एक एकीकृत प्रणाली बनती है।
SiP: अलग-अलग प्रक्रियाओं का उपयोग करके अलग-अलग कार्यात्मक चिप्स का निर्माण किया जा सकता है और फिर एक भौतिक प्रणाली बनाने के लिए 3D पैकेजिंग तकनीक का उपयोग करके एक एकल पैकेजिंग मॉड्यूल में संयोजित किया जा सकता है।

डिज़ाइन जटिलता और लचीलापन:
SoC: चूंकि सभी मॉड्यूल एक ही चिप पर एकीकृत होते हैं, इसलिए डिज़ाइन जटिलता बहुत अधिक होती है, विशेष रूप से डिजिटल, एनालॉग, आरएफ और मेमोरी जैसे विभिन्न मॉड्यूल के सहयोगी डिज़ाइन के लिए। इसके लिए इंजीनियरों के पास गहरी क्रॉस-डोमेन डिज़ाइन क्षमताएं होनी आवश्यक हैं। इसके अलावा, यदि SoC में किसी मॉड्यूल के साथ कोई डिज़ाइन समस्या है, तो संपूर्ण चिप को फिर से डिज़ाइन करने की आवश्यकता हो सकती है, जो महत्वपूर्ण जोखिम पैदा करता है।

 

SiP: इसके विपरीत, SiP अधिक डिज़ाइन लचीलापन प्रदान करता है। सिस्टम में पैक किए जाने से पहले विभिन्न कार्यात्मक मॉड्यूल को अलग से डिज़ाइन और सत्यापित किया जा सकता है। यदि किसी मॉड्यूल के साथ कोई समस्या उत्पन्न होती 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 की भी अनुमति देता है।

प्रक्रिया अनुकूलता और चुनौतियाँ:
एसओसी: डिजिटल, एनालॉग और आरएफ जैसे विभिन्न कार्यों को एक ही चिप पर एकीकृत करने से प्रक्रिया अनुकूलता 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 अनुकूलता प्राप्त करना अत्यंत कठिन है।

SiP: पैकेजिंग तकनीक के माध्यम से, SiP विभिन्न प्रक्रियाओं का उपयोग करके निर्मित चिप्स को एकीकृत कर सकता है, SoC प्रौद्योगिकी के सामने आने वाली प्रक्रिया संगतता समस्याओं को हल कर सकता है। SiP कई विषम चिप्स को एक ही पैकेज में एक साथ काम करने की अनुमति देता है, लेकिन पैकेजिंग तकनीक के लिए सटीक आवश्यकताएं अधिक हैं।

अनुसंधान एवं विकास चक्र और लागत:
एसओसी: चूंकि एसओसी को सभी मॉड्यूल को स्क्रैच से डिजाइन और सत्यापित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए डिजाइन चक्र लंबा होता है। प्रत्येक मॉड्यूल को कठोर डिजाइन, सत्यापन और परीक्षण से गुजरना होगा, और समग्र विकास प्रक्रिया में कई साल लग सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च लागत आएगी। हालाँकि, बड़े पैमाने पर उत्पादन के बाद, उच्च एकीकरण के कारण इकाई लागत कम होती है।
SiP: SiP के लिए R&D चक्र छोटा है। क्योंकि SiP सीधे पैकेजिंग के लिए मौजूदा, सत्यापित कार्यात्मक चिप्स का उपयोग करता है, यह मॉड्यूल रीडिज़ाइन के लिए आवश्यक समय को कम करता है। यह तेजी से उत्पाद लॉन्च की अनुमति देता है और अनुसंधान एवं विकास लागत को काफी कम करता है।

सिस्टम प्रदर्शन और आकार:
SoC: चूंकि सभी मॉड्यूल एक ही चिप पर हैं, संचार में देरी, ऊर्जा हानि और सिग्नल हस्तक्षेप कम से कम हो जाते हैं, जिससे SoC को प्रदर्शन और बिजली की खपत में एक अद्वितीय लाभ मिलता है। इसका आकार न्यूनतम है, जो इसे स्मार्टफोन और इमेज प्रोसेसिंग चिप्स जैसे उच्च प्रदर्शन और बिजली आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है।
SiP: हालांकि SiP का एकीकरण स्तर SoC जितना ऊंचा 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 छोटा आकार होता है। इसके अलावा, चूंकि मॉड्यूल एक ही सिलिकॉन चिप पर एकीकृत होने के बजाय भौतिक रूप से पैक किए जाते हैं, जबकि प्रदर्शन एसओसी से मेल नहीं खा सकता है, फिर भी यह अधिकांश अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा कर सकता है।

3. एसओसी और एसआईपी के लिए आवेदन परिदृश्य

एसओसी के लिए आवेदन परिदृश्य:
एसओसी आम तौर पर आकार, बिजली की खपत और प्रदर्शन के लिए उच्च आवश्यकताओं वाले क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है। उदाहरण के लिए:
स्मार्टफ़ोन: स्मार्टफ़ोन में प्रोसेसर (जैसे कि ऐप्पल की ए-सीरीज़ चिप्स या क्वालकॉम के स्नैपड्रैगन) आमतौर पर अत्यधिक एकीकृत एसओसी होते हैं जिनमें सीपीयू, जीपीयू, एआई प्रोसेसिंग इकाइयां, संचार मॉड्यूल इत्यादि शामिल होते हैं, जिनके लिए शक्तिशाली प्रदर्शन और कम बिजली की 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 ढंग से प्राप्त कर सकता है।
उच्च-प्रदर्शन एंबेडेड सिस्टम: SoC विशेष रूप से कठोर ऊर्जा दक्षता आवश्यकताओं वाले छोटे उपकरणों, जैसे IoT उपकरणों और पहनने योग्य उपकरणों के लिए उपयुक्त है।

SiP के लिए आवेदन परिदृश्य:
SiP में अनुप्रयोग परिदृश्यों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जो उन क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है जिनके लिए तेजी से विकास और बहु-कार्यात्मक एकीकरण की आवश्यकता होती है, जैसे:
संचार उपकरण: बेस स्टेशनों, राउटर्स आदि के लिए, SiP उत्पाद विकास चक्र को तेज करते हुए कई आरएफ और डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर को एकीकृत कर सकता है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: स्मार्टवॉच और ब्लूटूथ हेडसेट जैसे उत्पादों के लिए, जिनमें तेजी से अपग्रेड चक्र होता है, SiP तकनीक नए फीचर उत्पादों के त्वरित लॉन्च की अनुमति देती है।
ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स: ऑटोमोटिव सिस्टम में नियंत्रण मॉड्यूल और रडार सिस्टम विभिन्न कार्यात्मक मॉड्यूल को जल्दी से एकीकृत करने के लिए SiP तकनीक का उपयोग कर सकते हैं।

4. एसओसी और एसआईपी के भविष्य के विकास के रुझान

एसओसी विकास में रुझान:
SoC उच्च 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 मांगों को पूरा करने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं और कार्यों के साथ चिप्स को कसकर पैकेज करने के लिए SiP तेजी से उन्नत पैकेजिंग तकनीकों, जैसे 2.5D और 3D पैकेजिंग प्रगति पर भरोसा करेगा।

5। उपसंहार

एसओसी एक बहुक्रियाशील सुपर गगनचुंबी इमारत के निर्माण की तरह है, जो सभी कार्यात्मक मॉड्यूल को एक डिजाइन में केंद्रित करता है, 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 तेजी से 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 ताकतें हैं: SoC इष्टतम सिस्टम प्रदर्शन और आकार अनुकूलन पर जोर देता है, जबकि SiP सिस्टम लचीलेपन और विकास चक्र के अनुकूलन पर प्रकाश डालता है।