還記得集成相機(jī)和移動(dòng)電話這一大膽之舉嗎?或者把移動(dòng)電話功能添加到PDA?這種方法依賴的就是摩爾定律(Moore' Law):集成電路上晶體管的數(shù)量每隔18個(gè)月就翻一番。
在計(jì)算領(lǐng)域,芯片上更多的晶體管數(shù)量意味著速度更快、功能更多。不過(guò),在許多情況下,按照摩爾定律的這些集成電路只占系統(tǒng)的10%,其它的90%仍沒(méi)有微型化,體現(xiàn)為一系列體積龐大的分立元件,例如;電阻器、電容器,電感、天線、濾波器和天關(guān),都是通過(guò)一兩塊印制電路板實(shí)現(xiàn)互連。真正的微型化需要更多的技術(shù),目前部分公司采用的系統(tǒng)級(jí)封裝SoP(System on Package)方法就是這樣一項(xiàng)技術(shù)。
到目前為止,SoP的發(fā)展步伐遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了摩爾定律。它把集成電路與微米級(jí)薄膜形式的分立元件結(jié)合起來(lái)。把元件嵌入到一種的新封裝中,采用這種小封裝元件的手持設(shè)備最終將會(huì)成為具有超多功能的設(shè)備。開(kāi)發(fā)的SoP產(chǎn)品將不單單適用于無(wú)線通信、計(jì)算和娛樂(lè)等應(yīng)用領(lǐng)域,配備傳感元件的SoP可以用來(lái)檢測(cè)各種無(wú)害和有害物質(zhì),包括環(huán)境、食物和人體中的化學(xué)物質(zhì)。
還有一種應(yīng)用會(huì)融合生物、化學(xué)和數(shù)字技術(shù),生成足夠小的膠囊,可以引入監(jiān)測(cè)個(gè)人的健康狀況。膠囊可以用來(lái)檢查生命體征、監(jiān)測(cè)一系列參數(shù),例如;葡萄糖含量、血壓,乃至癌癥征兆。然后,膠囊以無(wú)線方式把病人的健康狀況發(fā)送給體外的Web終端,或者通過(guò)因特網(wǎng)發(fā)送給醫(yī)生(或者任何地方的任何人),并可以按即定的時(shí)間間隔把藥送到人體內(nèi)的特定部位。
人體內(nèi)的這種微型膠囊顯然是一種頗有前景的產(chǎn)品,預(yù)計(jì)還會(huì)出現(xiàn)其它的許多產(chǎn)品。設(shè)想一下家庭娛樂(lè)和控制中心中的這類產(chǎn)品,其集語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)、感測(cè)和控制等功能于一體。它可能包括家用電話、移動(dòng)電話、娛樂(lè)及其它傳感元件、健康監(jiān)測(cè)設(shè)備、衛(wèi)星電視接收器等裝置。無(wú)線寬帶連接可以把系統(tǒng)連接到因特網(wǎng),這個(gè)中心就可以充當(dāng)家里所有電器的遙控器。更令人驚嘆的是它只有信用卡那么小。
用微米級(jí)元件做成的超多功能SoP部件可能只有英特爾奔騰處理器那樣大,位于3.5厘米邊長(zhǎng)的扁平集成電路上。而采用納米技術(shù)做成的SoP其邊長(zhǎng)只有一毫米大小。SoP產(chǎn)品會(huì)達(dá)到達(dá)到這么小的尺寸,因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)針對(duì)的是系統(tǒng)中90%沒(méi)有集成的部分。
SoP技術(shù)對(duì)系統(tǒng)采用了全然不同的方案。它縮小了體積龐大的電路板連同許多元件的尺寸,從而使它們幾乎不占用空間。實(shí)際上,SoP為系統(tǒng)集成提出了一個(gè)新定律:隨著元件尺寸縮小,電路板幾乎消失,元件密度每過(guò)一年左右就會(huì)翻一番,SoP封裝具有的系統(tǒng)功能也會(huì)以同樣幅度增長(zhǎng)。因而,SoP技術(shù)在系統(tǒng)微型化方面的效果遠(yuǎn)勝于摩爾定律,因?yàn)槟柖舍槍?duì)的只是集成電路內(nèi)的晶體管。
大幅度地縮小了元件占用的空間是SoP發(fā)展的神圣使命。如果進(jìn)展順利,產(chǎn)品尺寸縮小的幅度不是現(xiàn)在通常預(yù)計(jì)的每幾年縮小10倍,而將會(huì)是縮小幾百倍、甚至幾千倍。
如今,全世界的研究人員都在使用SoP,用新穎、獨(dú)特、經(jīng)濟(jì)的方式結(jié)合不同技術(shù)。大家都在研究數(shù)字、模擬、射頻甚至光電路以及諸多傳感元件,從而獲得超小尺寸的產(chǎn)品。到2010年,將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)超越摩爾定律的趨勢(shì),即;微電子組裝行業(yè)將專注于系統(tǒng)級(jí)集成,而不是晶體管密度,其將帶來(lái)革命性的超多功能的電子器件。我們將堆疊封裝技術(shù)稱之為第四次革命,那么,超越摩爾定律的趨勢(shì)可謂是第五次微電子組裝的革命。