Sätt upp till fem nakna chips på ett substrat, kapsla in skapelsen och du når marknaden snabbt.

Så kan man beskriva flerchipskapslarna, en teknik som allt oftare lyfts fram som ett alternativ till system-på-kisel.


System-på-kisel (Soc) i all ära, men nu kommer flerchipskapslarna, en teknik som sägs ge många av fördelarna med system-på-kisel utan att vara behäftade med nackdelarna: höga kostnader och långa utvecklingstider.

- Med en flerchipskapsel når man marknaden snabbare, det är lättare och billigare att ändra konstruktionen och man kan blanda olika processteknologier, säger Paul Hoffman på kapslingsföretaget Amkor.

Liknande tongångar har på sistone hörts från marknadsanalytiker såväl som från företag som Nokia, IBM och Lucent. I en flerchipskapsel tillverkas konstruktionens olika funktioner i diskreta chips som placeras på ett substrat som sedan kapslas. Tekniken för onekligen tankarna till flerchipsmoduler, MCM, som ju funnits i många år men som aldrig tagit fart på allvar.

- Tekniskt sätt är det ingen skillnad. Men när det gäller multichipsmoduler har man ofta talat om att integrera tiotals chips på avancerade substrat. Det blir dyrt; tekniken är för komplicerad, och yielden blir för låg, säger Per Nilsson som är vd för nystartade Inpact, se nedan.

Han föredrar visserligen termen HDP, High Density Packaging, men de kretsar Inpact konstruerar på uppdrag passar väl in på benämningen MCP, Multi Chip Package, eller SiP, System In Package, en term som bland annat Amkor använder. Andra namn som förekommer är FCP, Few Chip Package, och SOP, System On Package.

Nåväl, oavsett terminologi så rör det sig oftast om mellan två och fem chips som placeras tätt tillsammans på ett enkelt laminat eller ett mer avancerat substrat - valet beror helt på tillämpningen.

Till skillnad från system-på-kiselfallet kan varje funktion tillverkas i den process som är optimal för just den funktionen. Minnet tillverkas i en process, logiken i en annan, analoga funktioner i en tredje och så vidare.

Förbindningen kan göras med trådbondning i de enklaste fallen, flipchip och stackade chips är andra alternativ.

Det lilla systemet kapslas sedan och kan monteras som vilken krets som helst. Eftersom det ofta rör sig om stora volymer är det vanligt med konventionella kapslar. Men man kan mycket väl välja mer avancerade kapslar och kanske bygga in passiva komponenter i substratet eller placera en EMI-kåpa inuti kapseln.

De jämförelsevis låga kostnaderna gör dessutom att tekniken kan användas i tillämpningar som inte är tänkbara för system-på-kisel, exempelvis i produkter som tillverkas i små volymer.



System-på-kisel tidsödande


I system-på-kisel integrerar man istället en mängd funktioner på samma kisel, vilket ger god prestanda på en liten yta. En hake är att man egentligen inte behöver den avancerade processtekniken för alla blocken. Dessutom är utvecklingskostnaden hög, ofta är en stor grupp konstruktörer inblandade i projekten. Tiden från projektstart tills kretsen finns på marknaden mäts ofta i år, och risken är stor för att kretsen fallerar.

- Visst är det elegant att samla allt på ett enda chips som i system-på-kisel, men det är inte realistiskt för de allra flesta på grund av kostnaden och utvecklingstiderna. Risken är dessutom mindre när man utvecklar en flerchipskapsel. Det rör sig ju om att kombinera färdiga, testade chips, säger Per Nilsson.

Men en förutsättning för att flerchipskapslarna ska få genomslag är att det finns gott om nakna chips på marknaden, alltså okapslade chips som kan monteras i en flerchipskapsel eller -modul. Och det kommer det att finnas, enligt en undersökning utförd av Inpact.

Men visst blir flerchipskapseln i allmänhet något större än system-på-kisel, även om den enligt Amkor mycket väl kan bli lika liten. Per Nilsson menar att det typiskt rör sig om en tioprocentig ökning av storleken.

Dessutom blir flerchipskapseln förmodligen långsammare än system-på-kisel eftersom det är förbindningens längd som sätter gränserna för prestanda.

Charlotta von Schultz



Efter MCM kommer MCP


Är flerchipsmoduler en nischlösning eller något för den breda marknaden? Både och, menar analysföretaget Techsearch. Traditionella flerchipsmoduler, MCM, lär förbli ett alternativ för dyra, prestandakrävande tillämpningar, exempelvis militära produkter och starka datorer. Flerchipskapslar, MCP, med upp till fem chips får däremot betydligt större genomslag, spår analytikerna. Trådlösa produkter i allmänhet, och mobiltelefoner i synnerhet, driver marknaden. Även bilindustrin väntas sluka flerchipskapslar. Dessa kan visserligen rymma mer än fem chips men räknas ändå som flerchipskapslar i Techsearchs statisktik eftersom substraten är så pass enkla.

CvS