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’Internet delle Cose e l’elet-

tronica mobile e ‘da indossare’

(wearable electronics), con la

loro domanda di sistemi ibridi

compatti caratterizzati da costi e

tempi di sviluppo ridotti, stanno

spostando il focus della miniatu-

rizzazione dai chip monolitici ai

sistemi eterogenei. I normali cir-

cuiti stampati si rivelano sempre

più spesso inadatti a rispettare

i vincoli in termini di dimensioni,

consumi e larghezza di banda,

a causa della lunghezza, della

resistività e degli effetti parassi-

ti delle piste in rame. Anche la

strada dell’integrazione mono-

litica – tanto efficace in sistemi

omogenei come memorie e mi-

croprocessori e ottimizzata nei

System-on-Chip (SoC) – mo-

stra la corda quando si tratta di

incorporare sullo stesso chip

sottosistemi di diversa natura.

L’incompatibilità tra le varie tec-

niche di integrazione può riguar-

dare tanto i materiali e i processi

(Si, SiGe, GaAs, GaN...) quanto

lo stadio di maturazione di una

data tecnologia.

Le tecniche di integrazione ete-

rogenea permettono di incorpo-

rare nello stesso sistema com-

ponenti realizzati con i rispettivi

processi allo stato dell’arte, op-

pure spingersi ai limiti solo per

quei sottosistemi che lo richie-

dano espressamente, riducendo

costi e tempi di sviluppo.

Le soluzioni di packaging ad

alta densità di questo tipo com-

prendono in particolare i packa-

ge multi-chip (MCP), i moduli

multi-chip (MCM) e i System-in-

Package (SiP).

I sistemi MCP raccolgono in

un unico contenitore più circuiti

integrati standard, collegandoli

tra loro per mezzo della loro pie-

dinatura tradizionale (Dip, Soj,

Qfp e Bga); questi sistemi sono

impiegati per racchiudere in

uno stesso package le memorie

Sram e Flash degli apparecchi di

telefonia mobile.

I moduli MCM sono sistemi in

cui due o più chip sono inter-

connessi tra loro su un substrato

comune; a differenza che su un

circuito stampato, i collegamenti

– realizzabili con diverse tecnolo-

gie (wire-bonding, Tab-bonding,

flip-chip...) – tra i vari die offrono

ottime prestazioni in termini di

banda, consumi e compattezza.

Rispetto agli MCM i SiP promet-

tono un incremento della densità

di integrazione e una riduzione

del time-to-market. Oltre ai chip,

connessi con tecniche di vario

tipo, incorporano tutti i compo-

nenti necessari a creare un’unità

funzionale, un vero e proprio si-

stema autocontenuto.

Uno studio condotto l’anno scor-

so da

Marketsandmarkets

, “Sy-

stem in Package (SIP) Market

Global Trends & Forecasts 2014

- 2020” ipotizza che il fatturato

globale del mercato SiP possa

toccare 18,10 miliardi di dollari

nel 2020, con un Cagr stimato

del 9,57% sul periodo 2014-

2020. A stimolare la diffusione

di questa famiglia di tecnologie

di integrazione eterogenea ci

sarebbero in particolare le ap-

plicazioni di sicurezza nei settori

automobilistico e ferroviario. Nel

complesso, la maggior doman-

da di sistemi SiP perverrà dal

settore consumer. Secondo gli

analisti, potrebbero essere le

esigenze di sviluppo rapido delle

soluzioni per IoT, informatica in

mobilità e wearable electronics

a rendere SiP una tecnologia

mainstream nell’industria dei

semiconduttori. È un System-in-

Package il prodotto di

ASE

che,

dietro la sigla S1, racchiude gran

parte dell’elettronica dell

’ Apple

Watch. Ed è SiP anche il cuore

del prodotto orientato al merca-

to wearable che

Samsung

presentato lo scorso settembre

alla

SoC Design Conference 2015

. Si tratta di un sistema che

incorpora un processore per ap-

plicazioni ‘bio’, memoria Flash,

driver video, modulo Bluetooth e

svariati sensori biologici.

Al di là del wearable,

Altera

recentemente annunciato di

aver adottato un approccio SiP

per la nuova famiglia di prodot-

ti Stratix 10. Grazie alla tecnica

Embedded Multi-die Intercon-

nect Bridge (EMIB) messa a

punto da

Intel

è possibile con-

nettere componenti in diversa

tecnologia, in particolare la logi-

ca programmabile ai transceiver,

per mezzo di piccoli ed efficienti

ponti locali immersi nel substrato

comune.

EON

ews

592

dicembre

2015

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Le esigenze di miniaturizzazione e integrazione

di sottosistemi eterogenei spingono le soluzio-

ni System-in-Package

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SoC

SiP

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Fonte: Altera