專利名稱：系統(tǒng)芯片封裝單元及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)芯片，且特別是涉及一種整合不同功能的數(shù)字控制電路的系統(tǒng)芯片封裝單元及其制作方法。
背景技術：
系統(tǒng)芯片(system-on-a-chip)的設計與開發(fā)，隨著半導體集成電路的整合技術的進步，將以往多個處理單元(或子系統(tǒng))結合在單個芯片中，并通過軟件/硬件的配合，能有效地整合模擬控制電路、數(shù)字電路、高壓控制電路以及內(nèi)存等模塊，縮小系統(tǒng)所占用的空間，以達到小型化、高集積度的微處理系統(tǒng)。
然而，系統(tǒng)芯片的技術瓶頸一直無法獲得解決，其原因在于數(shù)字/模擬混合電路制作在同一芯片上，容易造成信號間干擾，況且高壓電路對系統(tǒng)內(nèi)部的電源信號干擾甚大，影響系統(tǒng)芯片的優(yōu)良率、品質(zhì)，且制造成本過高，因而到目前仍無法廣泛應用在大眾熟知的數(shù)字通信、影音服務的電子產(chǎn)品中。
目前在系統(tǒng)電路開發(fā)上，仍是以多個獨立的芯片組合而成，例如將驅(qū)動芯片以及編碼譯碼芯片獨立出來運作，以得到較佳的穩(wěn)定性，但由于傳輸接口(interface)較復雜且接口損耗較大，仍無法達到如系統(tǒng)芯片等級的省電、低功率損耗與高性能的要求。
綜上所述，如何有效地結合系統(tǒng)芯片的優(yōu)點以及系統(tǒng)芯片組的穩(wěn)定性，實為業(yè)界極力開發(fā)及研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種系統(tǒng)芯片的制作方法，通過將系統(tǒng)中不同功能的數(shù)字控制電路整合到數(shù)字芯片中，并將多個芯片之間的傳輸接口優(yōu)化，以提高系統(tǒng)的性能要求。
本發(fā)明提出一種系統(tǒng)芯片的制作方法，包括下列步驟首先，將系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分整合至數(shù)字芯片中。接著，將該系統(tǒng)的模擬控制部分或高壓控制部分制作于去數(shù)字化芯片中。之后，定義該系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字芯片與去數(shù)字化芯片之間的傳輸接口。最后，封裝數(shù)字芯片與去數(shù)字化芯片。
本發(fā)明提出另一種系統(tǒng)芯片的制作方法，包括下列步驟首先，將系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分整合至數(shù)字芯片中。接著，將該系統(tǒng)的模擬控制部分及高壓控制部分分別制作于多個去數(shù)字化芯片中。之后，定義該系統(tǒng)內(nèi)部該數(shù)字芯片與所述去數(shù)字化芯片之間的傳輸接口。最后，封裝該數(shù)字芯片與所述去數(shù)字化芯片。
本發(fā)明又提出一種系統(tǒng)芯片封裝單元，其包括去數(shù)字化芯片、數(shù)字芯片以及傳輸接口。其中，該去數(shù)字化芯片具有系統(tǒng)的模擬控制部分或高壓控制部分的電路，而該數(shù)字芯片整合系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分的電路。此外，傳輸接口連接于去數(shù)字化芯片與數(shù)字芯片之間。
本發(fā)明提出另一種系統(tǒng)芯片封裝單元，其包括多個去數(shù)字化芯片、數(shù)字芯片以及多個傳輸接口。其中，去數(shù)字化芯片分別具有系統(tǒng)的模擬控制部分及高壓控制部分的電路，而該數(shù)字芯片整合系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分的電路。此外，傳輸接口分別連接于去數(shù)字化芯片與數(shù)字芯片之間。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述去數(shù)字化芯片與數(shù)字芯片選用不同線寬的線路工藝(線寬比類型更容易理解)。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，系統(tǒng)中不同功能的這些數(shù)字控制部分例如以小于等于0.25微米的線路工藝制作于數(shù)字芯片中。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，系統(tǒng)的模擬控制部分或高壓控制部分以大于等于0.35微米的線路工藝制作于該去數(shù)字化芯片中。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述去數(shù)字化芯片例如包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的編碼譯碼電路。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述去數(shù)字化芯片例如包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的射頻電路。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述去數(shù)字化芯片例如包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的驅(qū)動電路。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述數(shù)字芯片例如包括整合該系統(tǒng)的中央處理單元以及編碼譯碼的數(shù)字控制電路。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，上述數(shù)字芯片例如包括整合該系統(tǒng)的中央處理單元、編碼譯碼以及驅(qū)動芯片的數(shù)字控制電路。
本發(fā)明由于將系統(tǒng)的不同數(shù)字控制電路整合至單個數(shù)字芯片中，且保留去除數(shù)字控制電路之后的模擬控制電路及/或高壓控制電路于獨立的芯片中，因此信號間的干擾能有效地降低，且功率消耗以及制作成本能大幅地降低，進而提高系統(tǒng)的性能。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1所示為本發(fā)明一較佳實施例的一種系統(tǒng)芯片的制作方法的流程圖。
圖2、圖3及圖4分別表示本發(fā)明三種較佳實施例的系統(tǒng)芯片封裝單元的示意圖。
主要元件標記說明200、300、400系統(tǒng)芯片封裝單元210、310去數(shù)字化的模擬芯片220、320、420數(shù)字芯片230、410去數(shù)字化的驅(qū)動芯片240、250、330、430傳輸接口
具體實施例方式
請參照圖1，其所示為本發(fā)明一較佳實施例的一種系統(tǒng)芯片的制作方法的流程圖。在本實施例中，所謂的“系統(tǒng)”泛指以半導體集成電路所制造的各種芯片，例如包括具有數(shù)字編碼、譯碼的數(shù)字控制電路、模擬轉換輸入及輸出的控制電路或液晶驅(qū)動的控制電路等不同信號處理功能的芯片。本系統(tǒng)的制作方法可利用現(xiàn)有的工藝設備稍作改變，通過特定的工藝來得到優(yōu)于傳統(tǒng)模擬數(shù)字混合電路的性能、并降低系統(tǒng)的功率損耗以及成本負擔。
基于上述理由，本發(fā)明提出一種系統(tǒng)芯片的制作方法，包括下列步驟首先，在步驟一S110中，將本系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分整合至單個數(shù)字芯片中。以語音播放或影音播放系統(tǒng)為例，數(shù)字芯片能整合中央處理單元(例如是微處理器CPU或MCU)以及編碼/譯碼單元(例如是數(shù)字信號處理器DSP或CODEC)的數(shù)字控制電路，并以高階邏輯工藝制造集積度高、性能優(yōu)良且功率消耗小的控制電路。由于數(shù)字芯片中沒有模擬以及高壓電路，因此可以降低芯片的工作電壓以減少功率損耗。另外，將傳統(tǒng)模擬芯片與高壓芯片中的數(shù)字控制電路整合至數(shù)字芯片中，同時使得部分電路面積和功率損耗也都有效地降低。
在步驟二S120中，將本系統(tǒng)的模擬控制部分及/或電壓控制部分制作于一個或多個去數(shù)字化芯片中。在本實施例中，由于傳統(tǒng)模擬芯片或高壓芯片中的數(shù)字控制電路已經(jīng)移至數(shù)字芯片中，因此去數(shù)字化芯片中僅保留本系統(tǒng)的編碼/譯碼單元(例如是CODEC)的模擬控制電路或液晶驅(qū)動電路，進而降低去數(shù)字化芯片的噪聲干擾與減少功率損耗，同時又能降低傳統(tǒng)高壓電路與系統(tǒng)內(nèi)部電路之間的電源干擾。相對于傳統(tǒng)模擬芯片或高壓芯片而言，去數(shù)字化芯片具有更佳的性能以及更低的功率損耗。
接著，在步驟三S130中，定義本系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字芯片與一個或多個去數(shù)字化芯片之間的傳輸協(xié)議，通過優(yōu)化傳輸接口的規(guī)格(例如是傳輸效能、速度或數(shù)據(jù)傳輸量等)或減少信號轉換的復雜度，以降低此傳輸接口的負載，進而降低傳輸信號的損耗以及功率損耗。其中，傳輸接口連接于數(shù)字芯片與去數(shù)字化芯片之間，相對于傳統(tǒng)標準化的傳輸接口而言，負載量最佳狀態(tài)下能降低5～10pF。
最后，在步驟四S140中，例如以多芯片模塊(Multi Chip Module，MCM)技術將數(shù)字芯片與一個或多個去數(shù)字化芯片封裝成一個系統(tǒng)單元，以小型化本系統(tǒng)所需的面積及空間。相對于傳統(tǒng)獨立芯片封裝的工藝而言，本發(fā)明將不同功能的數(shù)字控制電路加以整合，能降低40％的成本、系統(tǒng)所需的面積可減少40％、功率損耗降低50％。相對于系統(tǒng)芯片的工藝而言，本發(fā)明將不同功能的數(shù)字控制電路加以整合，可提升30％的系統(tǒng)性能，降低60％以上的成本。
請參照圖2、圖3及圖4，其分別表示本發(fā)明三種較佳實施例的系統(tǒng)芯片封裝單元的示意圖。其中，圖2的系統(tǒng)芯片封裝單元200包括一個去數(shù)字化的模擬芯片210、一個整合不同數(shù)字控制電路的數(shù)字芯片220、一個去數(shù)字化的驅(qū)動芯片230以及多個傳輸接口240、250，并以多芯片模塊技術封裝為一個系統(tǒng)單元。此外，圖3的系統(tǒng)芯片封裝單元300包括一個去數(shù)字化的模擬芯片310、一個整合不同數(shù)字控制電路的數(shù)字芯片320以及一個傳輸接口330，并以多芯片模塊技術封裝為一個系統(tǒng)單元。另外，圖4的系統(tǒng)芯片封裝單元400包括一個去數(shù)字化的驅(qū)動芯片410、一個整合不同數(shù)字控制電路的數(shù)字芯片420以及一個傳輸接口430，并以多芯片模塊技術封裝為一個系統(tǒng)單元。
上述去數(shù)字化芯片(模擬芯片或驅(qū)動芯片)210、230、310、410相對于上述數(shù)字芯片220、320、420而言例如具有較寬的線路工藝。舉例來說，去數(shù)字化芯片210、230、310、410例如通過0.5微米～0.35微米等低階模擬工藝完成系統(tǒng)所需的模擬控制電路及/或電壓控制電路，而數(shù)字芯片220、320、420例如通過0.18微米～0.13微米等高階邏輯工藝完成系統(tǒng)所需的數(shù)字控制電路。如上所述，在性能改善上，將復雜的數(shù)字控制電路移至數(shù)字芯片220、320、420，可降低其對模擬電路的噪聲干擾，同時也能降低其與高壓電路之間的干擾，使模擬控制部分與高壓控制部分的性能有效提升。
在本實施例中，去數(shù)字化芯片210、230、310、410例如包括去除系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的編碼譯碼電路，或是包括去除系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的射頻電路以及去除系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的驅(qū)動電路。這些去數(shù)字化的編碼譯碼電路、射頻電路或驅(qū)動電路可配合相對應的數(shù)字芯片220、320、420的數(shù)字控制電路，并以優(yōu)化的傳輸接口來傳輸內(nèi)部信號，以改善系統(tǒng)的性能，因此可廣泛應用在大眾所熟知的電子產(chǎn)品中，例如是MP3隨身聽、DVD播放器、主計算機系統(tǒng)或其它應用電子產(chǎn)品上。
綜上所述，本發(fā)明將復雜的數(shù)字控制電路移至數(shù)字芯片，可降低其對模擬電路的噪聲干擾，同時也能降低其與高壓電路之間的干擾，使系統(tǒng)的模擬控制部分與高壓控制部分的性能有效提升。此外，數(shù)字化芯片與去數(shù)字化芯片可分開設計與制造，以降低系統(tǒng)芯片的開發(fā)難度與成本，同時可個別調(diào)適其優(yōu)良率，故優(yōu)于傳統(tǒng)定義的系統(tǒng)芯片。再者，本發(fā)明相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)芯片組與系統(tǒng)芯片封裝而言，功率消耗以及制作成本能大幅地降低，因此能廣泛實現(xiàn)在應用電子產(chǎn)品中。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與改進，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種系統(tǒng)芯片的制作方法，其特征是包括將系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分整合至數(shù)字芯片中；將該系統(tǒng)的模擬控制部分或高壓控制部分制作于去數(shù)字化芯片中；定義該系統(tǒng)內(nèi)部該數(shù)字芯片與該去數(shù)字化芯片之間的傳輸接口；以及封裝該數(shù)字芯片與該去數(shù)字化芯片。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)芯片的制作方法，其特征是該去數(shù)字化芯片與該數(shù)字芯片選用不同線寬的線路工藝。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)芯片的制作方法，其特征是該系統(tǒng)中不同功能的所述數(shù)字控制部分以小于等于0.25微米的線路工藝制作于該數(shù)字芯片中。
4.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)芯片的制作方法，其特征是該系統(tǒng)的模擬控制部分或高壓控制部分以大于等于0.35微米的線路工藝制作于該去數(shù)字化芯片中。
5.一種系統(tǒng)芯片的制作方法，其特征是包括將系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分整合至數(shù)字芯片中；將該系統(tǒng)的模擬控制部分及高壓控制部分分別制作于多個去數(shù)字化芯片中；定義該系統(tǒng)內(nèi)部該數(shù)字芯片與所述去數(shù)字化芯片之間的傳輸接口；以及封裝該數(shù)字芯片與所述去數(shù)字化芯片。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)芯片的制作方法，其特征是該去數(shù)字化芯片相對于該數(shù)字芯片而言具有較寬的線路工藝。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)芯片的制作方法，其特征是該系統(tǒng)中不同功能的所述數(shù)字控制部分以小于等于0.18微米的線路工藝制作于該數(shù)字芯片中。
8.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)芯片的制作方法，其特征是該系統(tǒng)的模擬控制部分或高壓控制部分以大于0.35微米的線路工藝制作于該去數(shù)字化芯片中。
9.一種系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是包括去數(shù)字化芯片，具有系統(tǒng)的模擬控制部分或高壓控制部分的電路；數(shù)字芯片，整合該系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分的電路；以及傳輸接口，連接于該去數(shù)字化芯片與該數(shù)字芯片之間。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是該去數(shù)字化芯片包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的編碼譯碼電路。
11.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是該去數(shù)字化芯片包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的射頻電路。
12.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是該去數(shù)字化芯片包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的驅(qū)動電路。
13.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是該數(shù)字芯片包括整合該系統(tǒng)的中央處理單元以及編碼譯碼的數(shù)字控制電路。
14.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是該數(shù)字芯片包括整合該系統(tǒng)的中央處理單元、編碼譯碼以及驅(qū)動芯片的數(shù)字控制電路。
15.一種系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是包括多個去數(shù)字化芯片，分別具有系統(tǒng)的模擬控制部分及高壓控制部分的電路；數(shù)字芯片，整合該系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分的電路；以及多個傳輸接口，分別連接于所述去數(shù)字化芯片與該數(shù)字芯片之間。
16.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是該去數(shù)字化芯片包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的編碼譯碼電路。
17.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是所述去數(shù)字化芯片包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的射頻電路。
18.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是所述去數(shù)字化芯片包括去除該系統(tǒng)的數(shù)字控制部分的驅(qū)動電路。
19.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是該數(shù)字芯片包括整合該系統(tǒng)的中央處理單元以及編碼譯碼的數(shù)字控制電路。
20.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)芯片封裝單元，其特征是該數(shù)字芯片包括整合該系統(tǒng)的中央處理單元、編碼譯碼以及驅(qū)動芯片的數(shù)字控制電路。
全文摘要
一種系統(tǒng)芯片封裝單元及其制作方法，包括下列步驟首先，將系統(tǒng)中不同功能的多個數(shù)字控制部分整合至數(shù)字芯片中。接著，將該系統(tǒng)的模擬控制部分或高壓控制部分制作于去數(shù)字化芯片中。之后，定義該系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字芯片與去數(shù)字化芯片之間的傳輸接口。最后，封裝數(shù)字芯片與去數(shù)字化芯片，以構成系統(tǒng)單元。
文檔編號H01L25/00GK1873910SQ20051007339
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權日2005年6月3日
發(fā)明者鄒岷, 白勝天 申請人:中穎電子(上海)有限公司