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集成電路概況范文1
――首鋼NEC參觀感受
2007年7月4日，今天早上九點我們微電子04級全體同學在首鋼NEC門口集合，在姜老師和鞠老師的帶領下跟隨首鋼NEC工作人員開始了我們的參觀實習。雖然天氣炎熱，但是同學們秩序井然，而且大家參觀的熱情高漲，充滿了興奮與好奇。
在工作人員的陪同下，我們來到了首鋼NEC的小禮堂，進行了簡單的歡迎儀式后，由工作人員向我們講解了集成電路半導體材料、半導體集成電路制造工藝、集成電路設計、集成電路技術與應用前景和首鋼NEC有限公司概況，其中先后具體介紹了器件的發展史、集成電路的發展史、半導體行業的特點、工藝流程、設計流程，以及SGNEC的定位與相關生產規模等情況。
IC產業是基礎產業，是其他高技術產業的基礎，具有核心的作用，而且應用廣泛，同時它也是高投入、高風險，高產出、規?；?，具有戰略性地位的高科技產業，越來越重視高度分工與共贏協作的精神。近些年來，IC產業遵從摩爾定律高速發展，越來越多的國家都在鼓勵和扶持集成電路產業的發展，在這種背景下，首鋼總公司和NEC電子株式會社于1991年12月31日合資興建了首鋼日電電子有限公司（SGNEC），從事大規模和超大規模集成電路的設計、開發、生產、銷售的半導體企業，致力于半導體集成電路制造（包括完整的生產線――晶圓制造和IC封裝）和銷售的生產廠商，是首鋼新技術產業的支柱產業。公司總投資580.5億日元，注冊資金207.5億日元，首鋼總公司和NEC電子株式會社分別擁有49.7％和50.3％的股份。目前，SGNEC的擴散生產線工藝技術水平是6英寸、0.35um，生產能力為月投135000片，組裝線生產能力為年產8000萬塊集成電路，其主要產品有線性電路、遙控電路、微處理器、顯示驅動電路、通用LIC等，廣泛應用于計算機、程控和家電等相關領域，同時可接受客戶的Foundry產品委托加工業務。公司以“協力·敬業·創新·領先，振興中國集成電路產業”為宗旨，以一貫生產、服務客戶為特色，是我國集成電路產業中生產體系最完整、技術水平最先進、生產規模最大的企業之一，也是我國半導體產業的標志性企業之一。
通過工作人員的詳細講解，我們一方面回顧了集成電路相關的基礎理論知識，同時也對首鋼日電的生產規模、企業文化有了一個全面而深入的了解和認識。隨后我們在工作人員的陪同下第一次親身參觀了SGNEC的后序工藝生產車間，以往只是在上課期間通過視頻觀看了集成電路的生產過程，這次的實踐參觀使我們心中的興奮溢于言表。
由于IC的集成度和性能的要求越來越高，生產工藝對生產環境的要求也越來越高，大規模和超大規模集成電路生產中的前后各道工序對生產環境要求更加苛刻，其溫度、濕度、空氣潔凈度、氣壓、靜電防護各種情況均有嚴格的控制。
為了減少塵土顆粒被帶入車間，在正式踏入后序工藝生產車間前，我們都穿上了專門的鞋套膠袋。透過走道窗戶首先映入眼簾的是干凈的廠房和身著“兔子服”的工人，在密閉的工作間，大多數IC后序工藝的生產都是靠機械手完成，工作人員只是起到輔助操作和監控的作用。每間工作間門口都有嚴格的凈化和除靜電設施，防止把污染源帶入生產線，以及靜電對器件的瞬間擊穿，保證產品的質量、性能，提高器件產品成品率。接著，我們看到了封裝生產線，主要是樹脂材料的封裝。環氧樹脂的包裹，一方面起到防塵、防潮、防光線直射的作用，另一方面使芯片抗機械碰撞能力增強，同時封裝把內部引線引出到外部管腳，便于連接和應用。
在SGNEC后序工藝生產車間，給我印象最深的是一張引人注目的的海報“一目了然”，通過向工作人員的詢問，我們才明白其中的奧秘：在集成電路版圖的設計中，最忌諱的是“一目了然”版圖的出現，一方面是為了保護自己產品的專利不被模仿和抄襲；另一方面，由于集成電路是高新技術產業，毫無意義的模仿和抄襲只會限制集成電路的發展，只有以創新的理念融入到研發的產品中，才能促進集成電路快速健康發展。
在整個參觀過程中，我們都能看到整潔干凈的車間、纖塵不染的設備、認真負責的工人，自始至終都能感受到企業的特色文化，細致嚴謹的工作氣氛、一絲不茍的工作態度、科學認真的工作作風。不可否認，我們大家都應該向他們學習，用他們的工作的態度與作風于我們專業基礎知識的學習中，使我們能夠適應目前集成電路人才的需求。
這次參觀，由于集成電路生產自身的限制，我們只能通過遠距離的參觀，不能進一步向技術工人請教和學習而感到遺憾，總的來說，這次活動十分圓滿。
集成電路概況范文2
硅通孔技術（TSV）是三維集成電路設計關鍵技術之一，本文從其制備、應用于系統中的性能參數及其意義、具體設計主要思路三個方面，對TSV在三維集成電路設計中的基礎概況進行分析探討。
【關鍵詞】硅通孔技術 三維集成電路 設計原則
三維集成電路是指多層面構建集成電路，可進一步擴展布局空間，減少線路相互之間的干擾，解決信號擁堵問題，擴大頻寬，降低功耗，最終提高系統性能。3D封裝是三維集成電路關鍵技術，主要包括裸片堆疊封裝、疊層封裝與封裝內堆疊三種具體實現形式，各有優劣。貫穿硅通孔技術（TSV）是一種系統級架構技術，可實現層級間裸片互聯，是目前最先進、應用最廣泛的互聯方式之一。本次研究就基于硅通孔技術的三維集成電路基本設計進行概述與分析。
1 TSV制備
TSV制備工藝據通孔制作工藝順序可分為先通孔與后通孔兩種，先通孔是指在制備IC時同時通孔，后者是指在制備IC后通孔。
前通孔主要特征包括：（1）工藝在CMOS或BEOL制備前應用；（2）在元件設計階段即介入應用；（3）需嚴格的CD控制；（4）通孔寬度為5-20μm；（5）深寬比AR3：1-10：1。而后通孔主要特征為：（1）工藝在BEOL或TSV鍵合（Bonding）制備后應用；（2）在設計階段后期介入；（3）CD控制較寬松；（4）通孔寬度20-50μm；（5）深寬比AR3：1-15：1。
通孔刻蝕技術是TSV技術的核心，強調通孔尺寸一致性，無殘渣，形成需達到一定速度，規格設計具有一定靈活性，目前僅有IBM及其部分代工廠掌握該核心技術。通孔刻蝕技術主要可分為博世工藝技術、激光刻蝕技術，兩者各有優劣。博士工藝孔徑大小、數目、深度無特殊要求，但孔徑側面較粗糙，材料成本高，需要光刻。激光刻蝕僅適用于>10μm孔徑通孔，孔徑數目也受吞吐量影響，但通孔側壁表明光滑，耗材低，無需光刻。
通孔后，TSV需進行填充，涉及通孔絕緣、淀積與電鍍多個工藝步驟，使用材料包括硅烷、正硅酸丁酯等。填充時需要考慮填充絕緣、沉積溫度等多個方面因素，一個細節的疏忽都可能影響通孔性能，進而影響系統穩定性與功效。目前，主要填充技術包括濺射沉積、均勻淀積，但考慮到成本因素，電鍍銅是目前應用最廣泛的硅通孔填充方式。
最后為實現晶體TSV互聯，需應用TSV鍵合技術，目前最常用的鍵合技術包括金屬-金屬鍵合、氧化物共熔鍵合與高分子黏結鍵合。三種鍵合技術各有優劣，應用均十分廣泛，但均只適用于滿足電學特性的光滑鍵合表面，不能進行機械表面與電學特性表面鍵合，金屬-金屬鍵合有望打破這種限制。
2 反映TSV性能的參數及其意義
2.1 互聯延時
全局互聯普遍被認為是集成系統性能提升的設計瓶頸，全局互聯產生的連線延時決定系統時鐘頻率與速度傳輸限，創造一種更有效的互聯策略已成為當今電路設計中研究熱點。緩沖器插入式目前應用最廣泛的一種縮短全局互聯延時的設計，使用靈活，有助于減少硅通孔數目與集成密度，進而降低互聯延時效應，提高系統性能，降低誤差。
2.2 互聯功耗
互聯功耗與系統電路規模與集成密度有關，目前，互聯電容已取代門電路成為片上功耗與動態功耗主導因素，插入緩沖器后功耗與全局互聯規模有關。應用硅通孔三維互聯構架，可減少互聯需要，但卻需要更多的緩沖器，增加片上功耗，在設計PSV時，需充分考慮PSV功耗。
3 TSV三維集成具體設計主要思路
3.1 阻抗特性差異
三維集成雖然可緩解不同材料、工藝差異所產生的串擾噪聲，降低混合技術同化復雜度與電路模塊電磁干擾，最終降低成本，提高效效能，但與此同時，三維設計也增加了阻抗差異。阻抗差異后是源層互聯固有缺陷，應用TSV技術互聯則增加了阻抗差異，進一步放大了這種缺陷。因此將TSV應用三維集成系統構架中，需綜合考慮阻抗差異，盡力減少阻抗差異對互聯信號的影響，避免信號發生反射或失真。
3.2 熱管理與優化
電路工作之中不可避免的發散熱量，熱效應已成為影響集成電路功效、元件可靠性的重要因素之一。三維集成技術增加了芯片物理層數，頂端物理層與散熱片距離顯著增加；三維集成技術縮短了物理尺寸，芯片功耗密度顯著增加，熱效應增加，芯片內溫度上升，可能造成元件性能下降，電遷移失敗，甚至可能造成物理損毀。應用TSV技術，可能影響整個芯片熱擴散效果、途徑，因此在設計TSV系統構架時，需對熱擴散進行預測，分析芯片內外溫度分布，并提出熱優化技術與策略，降低消熱阻。目前常采用的熱優化技術策略為減薄襯底厚度，降低散熱片等效熱阻，熱驅動優化，布局優化，熱通孔插入，等。
4 碳納米管TSV設計
碳納米管具有優良的電熱傳輸特性，平均自由程較長，耐高溫，是一種較理想的互聯材料，具有較大的發展潛力。碳納米管電流承載密度極限遠高于銅，電子遷移穩定，有助于克服承載不穩定性TSV技術這一固有缺陷。碳納米管具有一維導體特性，熱特性較高，熱傳導率極高，可達到3000～8000W/m-K，將碳納米管應用于TSV集成可極大的提高系統散熱能力。
5 小結
硅通孔技術是三維集成電路制造核心技術之一，其技術水平直接影響系統性能、穩定性。電路設計工作者，在應用TSV技術過程中，應盡量采用時下成熟的TSV制備技術，把握具體設計思路，從提升系統整體性能出發，提升設計水平。同時，應具有創新、探索精神，積極嘗試引入新材料、技術與理念，大膽嘗試，開闊設計思路，以探索更優的設計方案。
參考文獻
[1]X.ChuanL.Hong，R.Suaya and pact AC modeling and performance analysis of through silicon vias in 3-D ICs.IEEE Trans.Electron Devices，2010，57（12）：3405-3417.
[2]童志義.3D IC集成與硅通孔（TSV）互聯[J].電子工業專用設備，2009（27）：26-29.
[3]王高峰，趙文生.三維集成電路中的關鍵技術問題綜述[J].杭州電子科技大學學報，2014，34（2）：1-5.
作者簡介
祝竹（1983-），女，安徽省宣城市人。2006年畢業于合肥學院，電子信息工程專業?，F為宣城職業技術學院電工與電子技術專業教師。研究方向為電工技術與汽車電子類。
集成電路概況范文3
一般覺得倘若數字邏輯上的電路頻率上升到甚至越過45MHz到50MHz并且作業時超越這個頻率的電路已占整個電子系統的相關數值這樣的電路就是高速電路。
2高速電路的分布
在運用高速電路時由于作業的次數增加頻繁披長也就比較短了些。波長和線路的長短相近那我們一定要將信號看作電磁波的波動。換一種說法就是由集成電路方面轉向分布電路方面。在研究高速電路中肩的地方需要運用電磁學的理論肖頻率到達怎樣的限度需要運用這個理論這是一個沒法解決的問題。如此說來是不是就真的不可以解決?這也并不是這樣還是有一個標準可以參考的:在信號發生變化時如果信號沒有傳送到最末端再反射回來那就可以想到電磁波的效應了。在研究傳輸線時應該牢記的一個點就是阻抗匹配”。阻抗匹配的意思就是信號輸出、負荷載動、傳輸線特點這三種要素的阻抗都是相一致的。
3高速電路設計在ABS中的應用
ABS中的零件主要是集成芯片集成芯片是ABS的靈魂廠般都會采用適合ABS工作的專用集成芯片。集成芯片上的電源電壓時常會遇到緩沖突然間太大的情況，想要避免這樣的情況就需要對集成芯片的電路做改動池就是多配備一個禍電容這樣做就避免了毛刺對電源的作用減緩由電源環繞線路的輻射。禍電容的這一功能也常被運用在插座上。ABS采用高速電路的設計那就必定會運轉高速但這并不是完全有利的肩可能會致使電源電壓緩沖太過于強烈這又該如何克服呢?我們可以將高功耗的設備零件與它放在一起這樣就能夠克服了。高速電路設計應用于ABS系統后，制動總泵運轉更加快速，制動壓力調節器的調節功能十分急促有效，電子控制器的功耗大大降低整個系統的工作更為快捷有效。
集成電路概況范文4
汽車電子化是建立在電子學的發展基礎之上，從真空管、晶體管、集成電路、大規模集成電路到超大規模集成電路的技術進步，出現了計算機等各種各樣的電子裝置，汽車電子化也隨著逐年的深化與發展，而且有的汽車電子裝置占整車造價的1／3，高級轎車有的就裝幾十個微控器、上百個傳感器。電子化的程度可以說是衡量汽車高檔與否的主要標志。
20世紀50年代，人們開始在汽車上安裝電子管收音機，這是電子技術在汽車上應用的雛形。1959年晶體管收音機問世后，很快在汽車上得到了應用。60年代，汽車上應用了硅整流交流發電機和晶體管調節器，到60年代中期，汽車上開始采用晶體管電壓調節器和晶體管點火裝置。但更多地應用電子技術則是在70年代以后，主要是為解決汽車安全、污染和節油3大問題。進入70年代后期，電子工業有了長足的進步，特別是集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路技術得到了巨大發展，微機在汽車上的應用，給汽車工業帶來了劃時代的變革。
20世紀90年代，汽車電子技術進入了其發展的第三個階段，這是對汽車工業的發展最有價值、最有貢獻的階段，超微型磁體、超高效電機及集成電路的微型化，為汽車上的集中控制提供了基礎。目前汽車電子技術已發展到第四代，即包括電子技術（含微機技術）、優化控制技術、傳感器技術、網絡技術、機電一體化耦合交叉技術等綜合技術的小系統，并且早已從科研階段進入了商品生產的成熟階段。
汽車電子技術主要包括硬件和軟件方面的內容：硬件包括微機及其接口、執行部件、傳感器等；軟件主要是以匯編語言及其他高級語言編制的各種數據采集、計算判斷、報警、程控、優化控制、監控、自診斷系統等程序。
微機是整個系統的核心，負責指揮其他設備工作。目前汽車上用的微機以通用單片機和高抗干擾及耐振的汽車專用微機為主，其速度和精度要求不像計算用微機高，但抗干擾性能較強，能適應汽車振動大等惡劣的工作環境。有的由單機控制（即一個微機控制一個項目，如控制點火）向集中控制發展，而汽車集中控制也由原來的多個計算機通信向網絡化管理過渡。
2汽車電子控制理論發展概況
汽車電子控制理論基礎，是“汽車電子技術”中的難點和重點。利用自動控制理論而建立的開環、閉環、最優、自適應控制系統，在汽車優化控制中都有采用。建立這些控制系統時，首先對汽車某個系統，如點火提前角優化控制系統進行系統辨識，建立數學模型，然后采用相應的控制方法進行優化控制。但是發動機本身結構比較復雜，影響點火的因素較多，理論推導優化點火狀態下的數學模型比較困難。因此，一般采用實驗方法找出各種工況下的最佳點火提前角，然后存入微機內存。在實行控制過程中，微機不斷檢測發動機的工況，用查表的方法，查出該工況下的最佳點火提前角，進行修正后再通過微機接口、放大電路去控制點火，這是目前國外應用較多的優化控制方法。
此外，目前應用較成熟的另一種方法為自適應在線搜索法：他包括頂點保持法和登山法2種。該方法并不需要知道模型的原型，而是由微機在汽車運行中自行搜索最優工況，使控制接近或達到最優化。
模糊控制是近年來出現的新的控制理論，在汽車中也有所應用。模糊控制系統也是一種自動控制系統，他是以模糊數、模糊語言形式的知識表示和模糊邏輯推理為理論基礎，采用計算機控制技術構成的一種具有閉環結構的數字控制系統。模糊邏輯從含義上比其他傳統邏輯更接近人類的思想和自然語言。
3網絡技術在汽車中的應用
3.1網絡技術在汽車內部的應用
比較高級的汽車上裝有幾十個微機控制器、上百個傳感器。這就給汽車進行網絡應用提供了條件，而且解決了汽車一直存在集中控制和分散控制的矛盾。所謂分散控制就是汽車上的一個部件如點火或噴油，用一個微控器進行控制，這是微機在汽車上應用的起始。后來發展到汽車集中控制系統，包括完全集中控制系統，如美國的通用汽車公司采用一個微機系統分別控制汽車防滑制動、牽引力控制、優化點火、超速報警、自動門鎖和防盜等；分級控制系統，如日產公司的分級控制系統，用1臺中央控制計算器分別指揮4臺微機，分別控制防滑制動、優化點火、燃油噴射、數據傳輸等；分布集中控制系統，他是根據汽車的各大部分而進行分塊集中控制，如發動機、底盤、信息、顯示和報警等幾大件控制系統，如日本五十鈴生產的汽車I-TEC系統，他對發動機的點火、燃油噴射、怠速及廢氣再循環進行集中控制。上述各種類型的控制都。
有優缺點，但網絡在汽車上應用后，就可發揮各型控制的優點，克服了他們的缺點。例如集中控制和分散控制的最大問題是可靠性問題，如完全集中控制，一旦微機出現故障全車癱瘓。采用網絡技術后，不但共用所有傳感器，還可以共用其他設備，如進行了環形網控制，幾十個微機，就是個別出現問題，整車還可以正常運行。所以網絡在汽車應用中不但增加了許多功能，而且還大大增加了可靠性。
為適應汽車網絡控制的需要，更好地在各控制系統之間完成交流信息、協調控制、共享資源及標準化與通用化，世界各國都在積極合作，進行汽車局域網的研究與開發。國外在網絡標準的制定以及符合網絡通信標準的微處理器、通信協議等方面都已經有了成果。網絡標準方面有Bosch公司制定的控制器局域網絡（CAN）協議和Intel推出的SAEJ18065網絡標準。又如Philips，Intel，Motorola等公司推出了符合網絡相關協議的微處理器產品。同時，為整合各種標準，一份有關汽車網絡的國際標準正在國際標準化組織起草。
3.2網絡技術在汽車外部的應用
汽車上網系統，是一種無線的網絡結構。通過他，人們在駕駛汽車時就可以像在家一樣進行上網、發E-mail等所有網上操作。目前不少公司在進行這方面的工作，如IBM公司和Motorola公司已合作開發車用無線Internet技術，這項技術將使駕駛員和乘客能夠在車上發送電子郵件以及從事網上各種活動，如電子商務和網上購物、查看股市行情和天氣預報等。另外Microsoft公司新推出了專門為“車上網”設計的AutoPC軟件，采用WindowsCE操作系統，他具有交互式語言識別等各種多媒體功能。這種功能能夠有效地保障汽車行車安全，因為他可以讓汽車駕駛員在手不離方向盤、眼不離行駛前方的情況下，與PC機系統交換各種信息，例如行車前方的交通狀況有無塞車，最短時間導航等；也可以通過他在車上收發E-mail、打網絡電話和其他上網活動。通用公司不但開發了“車上網”系統，而且還裝有車載自動化辦公系統。由于該系統采用了超高速光纖串行數據通道（MML），因此具有多路的數字式影音能力，可以有效地調控多信道大容量的輸入、輸出信號，例如CD、DVD、顯示器、電視接收天線、音響和全球衛星定位導航系統都可以和該系統交換信息。
4汽車傳感器的發展趨勢
車用傳感器是促進汽車高檔化、電子化、自動化發展的關鍵技術之一，世界各國對車用傳感器的研究開發、提高性價比都非常重視?！皼]有傳感器技術就沒有現代汽車”的觀點現在已被全世界所公認。汽車電子化越發達，自動化程度越高，對傳感器依賴性就越大，所以，國內外都將車用傳感器技術列為重點發展的高技術。
汽車現代傳感器總的發展趨勢是：多功能化、集成化、智能化、微型化，其技術的發展方向是：
(1)開展基礎研究，發現新現象、采用新原理、開發新材料和采用新工藝；
(2)擴大傳感器的功能與應用范圍。
4.1發現新現象
利用物理現象、化學反應和生物效應等是各種傳感器的基本原理，所以發現新現象與新效應是現代傳感器發展的重要基礎。
4.2開發新材料
功能材料是發展傳感器技術的另一個重要基礎。由于材料科學的進步，在制造各種材料時，人們可以任意控制他的成份，從而可以設計與制造出各種用于傳感器的功能材料。例如控制半導體氧化物的成份，可以制造出各種氣體傳感器；光導纖維用于傳感器是傳感器功能材料的一個重大發現；有機材料作為功能材料，正引起國內外汽車電子化專家的極大關注。
4.3采用新工藝
傳感器的敏感元件性能除了由其功能材料決定外，還與其加工工藝有關。隨著半導體、陶瓷等新型材料用于傳感器敏感元件，許多現代先進制造技術也引入汽車傳感器制造技術，例如集成技術，微細加工技術，離子注入技術，薄膜技術等，能制作出性能穩定、可靠性高、體積小、重量輕的微型化敏感元件。近年來從半導體集成電路技術發展而來的微電子機械系統（MEMS）技術日漸成熟，利用這一技術可以制作各種能敏感和檢測力學量、磁學量、熱學量、化學量和生物量的微型傳感器，這些傳感器的體積和能耗小，可實現許多全新的功能，便于大批量和高精度生產，單件成本低，易構成大規模和多功能陣列，這些特點使得他們非常適合于汽車方面的應用。
20世紀80年代初，微型壓阻式多路絕對壓力傳感器開始大批量生產，取代了早期采用LVDT技術的壓力傳感器。80年代中期微型加速度傳感器開始用于汽車安全氣囊，他們是到目前為止大量生產的、并在汽車中得到廣泛應用的微型傳感器。然而微型傳感器的大規模應用勢必將不限于發動機燃燒控制和安全氣囊，在未來5～7年內包括發動機運行管理、廢氣與空氣質量控制、ABS、車輛動力的控制、自適應導航、車輛行駛安全系統在內的應用將為MEMS技術提供廣闊的市場。
4.4研究多功能集成傳感器
研究多功能集成傳感器是傳感器發展的一個重要方向，即在一個芯片上集成多種功能敏感組件和同一功能的多個敏感組件。例如日本研制出復合壓阻傳感器，一個芯片可同時檢測汽車壓力與溫度。
4.5研究智能式傳感器
智能傳感器是一種帶微型計算機兼有檢測、判斷、信息處理等功能的傳感器。與傳統傳感器相比，他具有很多特點。例如，他可以確定傳感器工作狀態，對測量資料進行修正，以便減少環境因素如溫度引起的誤差；用軟件解決硬件難以解決的問題；完成資料計算與處理工作等等。世界各國都在車用傳感器硬件的基礎上，努力用軟件來解決汽車電氣干擾大、環境差（溫度高、溫度梯度大、污染厲害等）等問題造成的對汽車參數測量的影響。而且智能式傳感器精度高、量程覆蓋范圍大、輸出信號大、信噪比高、抗干擾性能好，有的還帶有自檢功能。不少汽車大公司在該方面進行研制與開發，并取得了成就和應用。
化發展概況
汽車電子化是建立在電子學的發展基礎之上，從真空管、晶體管、集成電路、大規模集成電路到超大規模集成電路的技術進步，出現了計算機等各種各樣的電子裝置，汽車電子化也隨著逐年的深化與發展，而且有的汽車電子裝置占整車造價的1／3，高級轎車有的就裝幾十個微控器、上百個傳感器。電子化的程度可以說是衡量汽車高檔與否的主要標志。
20世紀50年代，人們開始在汽車上安裝電子管收音機，這是電子技術在汽車上應用的雛形。1959年晶體管收音機問世后，很快在汽車上得到了應用。60年代，汽車上應用了硅整流交流發電機和晶體管調節器，到60年代中期，汽車上開始采用晶體管電壓調節器和晶體管點火裝置。但更多地應用電子技術則是在70年代以后，主要是為解決汽車安全、污染和節油3大問題。進入70年代后期，電子工業有了長足的進步，特別是集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路技術得到了巨大發展，微機在汽車上的應用，給汽車工業帶來了劃時代的變革。
20世紀90年代，汽車電子技術進入了其發展的第三個階段，這是對汽車工業的發展最有價值、最有貢獻的階段，超微型磁體、超高效電機及集成電路的微型化，為汽車上的集中控制提供了基礎。目前汽車電子技術已發展到第四代，即包括電子技術（含微機技術）、優化控制技術、傳感器技術、網絡技術、機電一體化耦合交叉技術等綜合技術的小系統，并且早已從科研階段進入了商品生產的成熟階段。
汽車電子技術主要包括硬件和軟件方面的內容：硬件包括微機及其接口、執行部件、傳感器等；軟件主要是以匯編語言及其他高級語言編制的各種數據采集、計算判斷、報警、程控、優化控制、監控、自診斷系統等程序。
微機是整個系統的核心，負責指揮其他設備工作。目前汽車上用的微機以通用單片機和高抗干擾及耐振的汽車專用微機為主，其速度和精度要求不像計算用微機高，但抗干擾性能較強，能適應汽車振動大等惡劣的工作環境。有的由單機控制（即一個微機控制一個項目，如控制點火）向集中控制發展，而汽車集中控制也由原來的多個計算機通信向網絡化管理過渡。
2汽車電子控制理論發展概況
汽車電子控制理論基礎，是“汽車電子技術”中的難點和重點。利用自動控制理論而建立的開環、閉環、最優、自適應控制系統，在汽車優化控制中都有采用。建立這些控制系統時，首先對汽車某個系統，如點火提前角優化控制系統進行系統辨識，建立數學模型，然后采用相應的控制方法進行優化控制。但是發動機本身結構比較復雜，影響點火的因素較多，理論推導優化點火狀態下的數學模型比較困難。因此，一般采用實驗方法找出各種工況下的最佳點火提前角，然后存入微機內存。在實行控制過程中，微機不斷檢測發動機的工況，用查表的方法，查出該工況下的最佳點火提前角，進行修正后再通過微機接口、放大電路去控制點火，這是目前國外應用較多的優化控制方法。
此外，目前應用較成熟的另一種方法為自適應在線搜索法：他包括頂點保持法和登山法2種。該方法并不需要知道模型的原型，而是由微機在汽車運行中自行搜索最優工況，使控制接近或達到最優化。
模糊控制是近年來出現的新的控制理論，在汽車中也有所應用。模糊控制系統也是一種自動控制系統，他是以模糊數、模糊語言形式的知識表示和模糊邏輯推理為理論基礎，采用計算機控制技術構成的一種具有閉環結構的數字控制系統。模糊邏輯從含義上比其他傳統邏輯更接近人類的思想和自然語言。
3網絡技術在汽車中的應用
3.1網絡技術在汽車內部的應用
比較高級的汽車上裝有幾十個微機控制器、上百個傳感器。這就給汽車進行網絡應用提供了條件，而且解決了汽車一直存在集中控制和分散控制的矛盾。所謂分散控制就是汽車上的一個部件如點火或噴油，用一個微控器進行控制，這是微機在汽車上應用的起始。后來發展到汽車集中控制系統，包括完全集中控制系統，如美國的通用汽車公司采用一個微機系統分別控制汽車防滑制動、牽引力控制、優化點火、超速報警、自動門鎖和防盜等；分級控制系統，如日產公司的分級控制系統，用1臺中央控制計算器分別指揮4臺微機，分別控制防滑制動、優化點火、燃油噴射、數據傳輸等；分布集中控制系統，他是根據汽車的各大部分而進行分塊集中控制，如發動機、底盤、信息、顯示和報警等幾大件控制系統，如日本五十鈴生產的汽車I-TEC系統，他對發動機的點火、燃油噴射、怠速及廢氣再循環進行集中控制。上述各種類型的控制都。
有優缺點，但網絡在汽車上應用后，就可發揮各型控制的優點，克服了他們的缺點。例如集中控制和分散控制的最大問題是可靠性問題，如完全集中控制，一旦微機出現故障全車癱瘓。采用網絡技術后，不但共用所有傳感器，還可以共用其他設備，如進行了環形網控制，幾十個微機，就是個別出現問題，整車還可以正常運行。所以網絡在汽車應用中不但增加了許多功能，而且還大大增加了可靠性。
為適應汽車網絡控制的需要，更好地在各控制系統之間完成交流信息、協調控制、共享資源及標準化與通用化，世界各國都在積極合作，進行汽車局域網的研究與開發。國外在網絡標準的制定以及符合網絡通信標準的微處理器、通信協議等方面都已經有了成果。網絡標準方面有Bosch公司制定的控制器局域網絡（CAN）協議和Intel推出的SAEJ18065網絡標準。又如Philips，Intel，Motorola等公司推出了符合網絡相關協議的微處理器產品。同時，為整合各種標準，一份有關汽車網絡的國際標準正在國際標準化組織起草。
3.2網絡技術在汽車外部的應用
汽車上網系統，是一種無線的網絡結構。通過他，人們在駕駛汽車時就可以像在家一樣進行上網、發E-mail等所有網上操作。目前不少公司在進行這方面的工作，如IBM公司和Motorola公司已合作開發車用無線Internet技術，這項技術將使駕駛員和乘客能夠在車上發送電子郵件以及從事網上各種活動，如電子商務和網上購物、查看股市行情和天氣預報等。另外Microsoft公司新推出了專門為“車上網”設計的AutoPC軟件，采用WindowsCE操作系統，他具有交互式語言識別等各種多媒體功能。這種功能能夠有效地保障汽車行車安全，因為他可以讓汽車駕駛員在手不離方向盤、眼不離行駛前方的情況下，與PC機系統交換各種信息，例如行車前方的交通狀況有無塞車，最短時間導航等；也可以通過他在車上收發E-mail、打網絡電話和其他上網活動。通用公司不但開發了“車上網”系統，而且還裝有車載自動化辦公系統。由于該系統采用了超高速光纖串行數據通道（MML），因此具有多路的數字式影音能力，可以有效地調控多信道大容量的輸入、輸出信號，例如CD、DVD、顯示器、電視接收天線、音響和全球衛星定位導航系統都可以和該系統交換信息。
4汽車傳感器的發展趨勢
車用傳感器是促進汽車高檔化、電子化、自動化發展的關鍵技術之一，世界各國對車用傳感器的研究開發、提高性價比都非常重視?！皼]有傳感器技術就沒有現代汽車”的觀點現在已被全世界所公認。汽車電子化越發達，自動化程度越高，對傳感器依賴性就越大，所以，國內外都將車用傳感器技術列為重點發展的高技術。
汽車現代傳感器總的發展趨勢是：多功能化、集成化、智能化、微型化，其技術的發展方向是：
(1)開展基礎研究，發現新現象、采用新原理、開發新材料和采用新工藝；
(2)擴大傳感器的功能與應用范圍。
4.1發現新現象
利用物理現象、化學反應和生物效應等是各種傳感器的基本原理，所以發現新現象與新效應是現代傳感器發展的重要基礎。
4.2開發新材料
功能材料是發展傳感器技術的另一個重要基礎。由于材料科學的進步，在制造各種材料時，人們可以任意控制他的成份，從而可以設計與制造出各種用于傳感器的功能材料。例如控制半導體氧化物的成份，可以制造出各種氣體傳感器；光導纖維用于傳感器是傳感器功能材料的一個重大發現；有機材料作為功能材料，正引起國內外汽車電子化專家的極大關注。
4.3采用新工藝
傳感器的敏感元件性能除了由其功能材料決定外，還與其加工工藝有關。隨著半導體、陶瓷等新型材料用于傳感器敏感元件，許多現代先進制造技術也引入汽車傳感器制造技術，例如集成技術，微細加工技術，離子注入技術，薄膜技術等，能制作出性能穩定、可靠性高、體積小、重量輕的微型化敏感元件。近年來從半導體集成電路技術發展而來的微電子機械系統（MEMS）技術日漸成熟，利用這一技術可以制作各種能敏感和檢測力學量、磁學量、熱學量、化學量和生物量的微型傳感器，這些傳感器的體積和能耗小，可實現許多全新的功能，便于大批量和高精度生產，單件成本低，易構成大規模和多功能陣列，這些特點使得他們非常適合于汽車方面的應用。
20世紀80年代初，微型壓阻式多路絕對壓力傳感器開始大批量生產，取代了早期采用LVDT技術的壓力傳感器。80年代中期微型加速度傳感器開始用于汽車安全氣囊，他們是到目前為止大量生產的、并在汽車中得到廣泛應用的微型傳感器。然而微型傳感器的大規模應用勢必將不限于發動機燃燒控制和安全氣囊，在未來5～7年內包括發動機運行管理、廢氣與空氣質量控制、ABS、車輛動力的控制、自適應導航、車輛行駛安全系統在內的應用將為MEMS技術提供廣闊的市場。
4.4研究多功能集成傳感器
研究多功能集成傳感器是傳感器發展的一個重要方向，即在一個芯片上集成多種功能敏感組件和同一功能的多個敏感組件。例如日本研制出復合壓阻傳感器，一個芯片可同時檢測汽車壓力與溫度。
集成電路概況范文5
論文摘要：本文介紹了紅外多路遙控系統。紅外多路遙控系統可實現16路的紅外開關控制。以碼分制多通道紅外遙控為設計的基本思路。通過鍵盤及代碼生成電路、編碼、脈沖調制振蕩和紅外發射構成紅外發射電路。通過紅外接收，解碼以及由單片機控制的醫碼控制電路組成紅外接收電路。
Abstract：The passage has introduced the infrared multichannel system of remote control. The infrared multichannel system of remote control can realize the infrared switch control of 16 roads. With yard pide into system the basic train of thought with much passageway infrared remote control of design. Through keyboard and code generation circuit， coding and pulse modulation vibration with infrared project to form infrared project circuit. Pass infrared take over ， decode as well as the medical yard control circuit composition that controled by single flat machine are infrared to take over circuit.
Keyword ：the infrared multichannel system of remote control; MCU; infrared to project; infrared to take over
1.前言
1.1序言
隨著電子技術的飛速發展，尤其是跨入2000年后，紅外技術得到了迅猛發展。紅外遙控已滲透到國民經濟的各行各業和人們日常生活的方方面面，在工業自動化、生產控制過程、信息采集和處理、通信、紅外制導、激光武器、電子對抗、環境監測、紅外育種安全防范、家用電器控制及日常生活各個方面都得到了廣泛的應用。
1.2國內外研究概況
目前國內外都在進行紅外的研究開發，已取得了相當不錯的成績。紅外技術的研究開發是自動化控制的主要方向。它的研究針對國民經濟的各行各業和人們日常生活的方方面面，在工業自動化、生產控制過程、信息采集和處理、通信、紅外制導、激光武器、電子對抗、環境監測、紅外育種安全防范、家用電器控制及日常生活（如節能燈控制、自動門控制、節水節能控制、紅外醫療與美容、智能玩具、空調、彩燈遙控以及VCD、SVCD和DVD機錄放等）各個方面都在進行紅外研究開發和控制。
1.3論文主要工作概述
針對國內外的發展情況，可見紅外遙控系統是我國未來智能化發展方向。本課題要設計的紅外多路遙控系統，主要紅外發射和紅外接收這兩部分，本設計依托市面上常見的紅外發射和紅外接收元器件，使設計具有傳輸距離一般、硬件簡單、安裝方便、價格便宜的優點。本文所介紹的紅外多路遙控系統，是采用碼分制多通道紅外遙控系統裝置。早期的碼分制的脈沖指令編碼多采用分離元器件及小規模數字集成電路，編碼、譯碼電路弄得很復雜，可靠性也差。但隨著大規模數字集成技術的發展和日趨成熟，各種大規模專用集成編、譯碼集成器件的層出不窮，使外圍元器件很少，電路簡單，功能完善。
2.系統總體方案設計
2.1方案比較
方案一：采用頻分制多通道紅外遙控發射和接收系統。頻分制的頻率編碼一般采用頻道編碼開關，通過改變振蕩電路的參數來改變振蕩電路的振蕩參數和頻率。當按下不同的編碼鍵時，振蕩器就會輸出不同頻率的指令信號。這些指令信號經驅動級放大后對高頻載波進行調制，并驅動紅外發光管發出紅外光脈沖信號。
紅外接收控制電路的組成框圖包括紅外接收光電轉換器、前置放大器、頻率譯碼電路、驅動級和執行機件等。當紅外光電檢測器接收到發射器發來的紅外編碼指令后，光電檢測管隨即將其轉換成相應的電信號，再經過前置電壓放大器放大后，加至頻率譯碼電路和選頻電路，選出不同指令的頻率信號，并加至相應的驅動級及執行機件。對應每一頻率的指令信號，應有一個相應的選頻電路。
在頻分制紅外遙控電路中，代表控制指令信號的頻率一般為幾百赫茲至幾十千赫茲。發射電路中的頻率編碼開關的位號應與接收電路中的選頻電路的位號相對應，以選出不同頻率的指令信號。
紅外接收、譯碼電路由紅外接收器、前置放大器、解調器、指令譯碼器、記憶和驅動級組成。紅外光電二極管將接收到的紅外光信號轉變成相應的電脈沖信號，再經高倍數電壓放大后加至解調器進行解調，然后由指令譯碼器解碼出指令信號。指令譯碼器是與指令編碼器相對應的譯碼器，用于脈沖指令信號譯出。譯出的指令信號加至相應的記憶和驅動級，驅動執行機件動作，實現紅外光遙控。
圖2-1： 方案一的方框圖
方案二：采用碼分制多通道紅外遙控發射和接收系統。碼分制的遙控指令信號是由編碼脈沖發生器（一般由數字集成電路和少量外圍元件組成）產生的。碼分指令是用不同的脈沖數目或不同寬度的脈沖組合而成的。
指令編碼器由基本脈沖發生電路和指令編碼開關組成。當按下S1—Sn中的某個指令鍵時，指令編碼器將產生不同編碼的指令信號。該編碼信號經調制器調制后變為編碼脈沖調制信號，再經驅動電路功率放大后加至紅外發射級，驅動紅外發射管發出紅外編碼脈沖光信號。
圖2.2： 方案二的方框圖
2.2方案論證
方案一：采用頻分制多通道紅外遙控系統。主要用在單通道或者幾通道的紅外遙控系統中。能夠形成一個無線的短距離的遙控系統。主要由發射和接收并執行兩部分組成。先是發射部分，用戶根據需要按下功能鍵，在經過編碼后通過紅外發光二極管發射出信號。經過無線傳輸后，接收部分接收到發射信號，然后經過芯片內部譯碼并執行對應遙控路上的發光二極管發光
方案二：采用碼分制多通道紅外遙控系統。主要用在多通道的紅外遙控系統中，遙控系統抗干擾強。能夠形成一個無線的中距離的遙控系統。主要由發射和接收并執行兩部分組成。用戶根據需要按下功能鍵，先是指令編碼器進行編碼，在進行信號調制，在由紅外發光二極管發射出信號，經過無線傳輸后，接收部分接收到發射信號，先經過信號處理，在通過單片機軟件譯碼，查表控制對應遙控路上的發光二極管發光
2.3方案選擇
頻分制紅外光遙控電路比較簡單，通常應用在遙控通道數目不太多的控制系統中。當頻道數目較多時，選頻電路和相應電路的數目加多，電路復雜，且各頻道間的相互干擾加重，導致誤控或誤報。采用高品質因數的LC振蕩器或選頻回路，可提高選頻精度和穩定度，但會使LC回路的體積加大，電路便得復雜，調試困難，成本也加大。因此，這次我們設計的是16路遙控，遙控數目較多，所以不宜采用頻分制而采用碼分制遙控方式。
3.單元模塊電路設計
3.1紅外發射電路設計
紅外發射電路的設計包括4個部分：(1)鍵盤及代碼產生電路，(2)編碼電路，(3)調制振蕩電路，（4）紅外發射電路。
3.1.1 8421-BCD碼控制電路的設計
8421-BCD碼控制電路采用CMOS型16路模擬開關集成電路CD4067，它和S2-S17按壓開關等構成開關編碼控制電路，將輸入開關狀態編成8421-BCD碼，并由CD4067的第10，11，13，14腳輸出地址碼。CD4067的二進制編碼的十進制（BCD）與S2-S17接通通道之間的關系如表1所示。
S2-S17接通通道
D
C
B
A
INH端
2
3
1
4
1
5
1
1
6
1
7
1
1
8
1
1
9
1
1
1
10
1
11
1
1
12
1
1
13
1
1
1
14
1
1
15
1
1
1
16
1
1
1
17
1
1
1
1
均不接通
φ
φ
φ
φ
1
表3-1：CD4067的真值表
圖3-2 8421-BCD碼控制電路
3.1.2數據編碼電路設計
由集成電路MC146026組成的編碼電路如圖所示，虛線框內是MC145026的內部框圖，外圍器件RS、CTC、RTC決定編碼器的時鐘頻率。在圖中：A1-A5是地址線，A6/D6-A9/D9是地址/數據復用線，即MC145026可對9位并行輸入數據進行編碼，并在接收到傳輸啟動信號（TE）時，輸出串行數據。TE是傳輸啟動信號的輸入端。當它為低電平時，器件開始啟動傳輸過程，為高電平時，器件完全被阻塞，無信號輸出。RS、CTC、RTC是內部振蕩器的外接元件，其參數決定振蕩器的振蕩頻率。通常RS、CTC、RTC取值為400pF< CTC=20KΩ，RTC>=10kΩ，振蕩器的頻率f≈1/(2.3CTCRTC)，取值范圍為1KHZ-40KHZ。若頻率超過此范圍，精度將降低。DOUT是數據輸出端，依次送出經過編碼的數據。
圖3-3 編碼電路
集成電路概況范文6
關鍵詞：立體封裝；SIP；堆疊；嵌入式計算機系統模塊
DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.1.010
目前大部分集成電路均采用平面封裝形式，即在同一個平面內集成單個芯片的封裝技術。由于受到面積的限制難以在同一平面上集成多個芯片。所謂立體封裝是一項近幾年來新興的一種集成電路封裝技術，突破了傳統的平面封裝的概念；它是在三維立體空間內實現單個封裝體內堆疊多個芯片（已封裝芯片或裸片）的封裝技術（如圖1所示）。近些年來隨著微電子技術、計算機技術的迅猛發展，嵌入式計算機系統在各類系統級電子產品中得以廣泛應用。各類移動設備、手持設備、民用電子產品的操作和控制越來越依賴于嵌入式計算機系統，而且要求系統不僅具有較高的性能，而且還要具有占用空間小、低功耗等特點。這就給嵌入式計算機系統提出了更高的要求。SIP立體封裝芯片由于其集成度高，占用空間小，功耗低等特點，在未來的電子設備中將得到越來越廣泛的應用。
立體封裝芯片的主要特點
（1）集成密度高，可實現存儲容量的倍增，組裝效率可達200%以上；它使單個封裝體內可以堆疊多個芯片，可以實現存儲容量的倍增，比如對SRAM、SDRAM、FLASH、EEPROM進行堆疊，可以使存儲容量提高8～10倍；
（2）單體內可實現不同類型的芯片堆疊，從而形成具有不同功能的高性能系統級芯片，比如將CPU、SRAM、FLASH等芯片經立體封裝后，形成一個小型計算機機系統，從而形成系統芯片（SIP）封裝新思路；
（3）芯片間的互連線路顯著縮短，信號傳輸得更快且所受干擾更?。惶岣吡诵酒男阅?，并降低了功耗；
（4）大幅度的節省PCB占用面積，可以使產品體積大幅度縮?。?/p>
（5）該技術可以對基于晶圓級立體封裝的芯片進行再一次立體封裝，其組裝效率可隨著被封裝芯片的密度增長而增長，因此是一項極具發展潛力而且似乎不會過時的技術。
立體封裝芯片技術發展狀況
隨著IC器件尺寸不斷縮小和運算速度的不斷提高，封裝技術已成為極為關鍵的技術。封裝形式的優劣已影響到IC器件的頻率、功耗、復雜性、可靠性和單位成本。集成電路封裝的發展，一直是伴隨著封裝芯片的功能和元件數的增加而呈遞進式發展。封裝技術已經經歷了多次變遷，從DIP、SOP、QFP、MLF、MCM、BGA到CSP、SIP，技術指標越來越先進。封裝技術的發展已從連接、組裝等一般性生產技術逐步演變為實現高度多樣化電子信息設備的一個關鍵技術。目前封裝的熱點技術為高功率發光器件封裝技術、低成本高效率圖像芯片封裝技術、芯片凸點和倒裝技術、高可靠低成本封裝技術、BGA基板封裝技術、MCM多芯片組件封裝技術、四邊無引腳封裝技術、CSP封裝技術、SIP封裝技術等。
立體封裝被業界普遍看好，立體封裝的代表產品是系統級封裝（SIP）。SIP實際上就是一系統級的多芯片封裝，它是將多個芯片和可能的無源元件集成在同一封裝內，形成具有系統功能的模塊，因而可以實現較高的性能密度、更高的集成度、更低的成本和更大的靈活性。立體封裝技術是目前封裝業的熱點和發展趨勢。
控制系統的設計人員所面臨的挑戰是如何能實現高性能、高可靠、小型化，希望所采用的新一代器件能比前一代產品的尺寸更小、同時擁有更多、更強的功能。半導體業界正在這一領域努力，希望在進一步提高器件功能的同時，獲得更小尺寸的器件封裝結構，同時又能維持、甚至降低器件的整體成本。實踐證明，三維集成的成本要比對芯片進行持續縮小的工程成本要低，因此，立體封裝是實現設備小型化的理想技術途徑，這是驅動立體封裝技術發展的主要因素。
立體封裝主要有三種類型，即埋置型立體封裝、有源基板型立體封裝、和疊層型立體封裝。當前，實現這三類立體封裝主要有三種途徑：一種是在各類基板內或多層布線介質層中“埋置”R、C 或IC 等元器件，最上層再貼裝SMC 和SMD 來實現立體封裝，這種結構稱為埋置型立體封裝；第二種是在硅圓片規模集成（WSI）后的有源基板上再實行多層布線，最上層再貼裝SMC 和SMD，從而構成立體封裝，這種結構稱為有源基板型立體封裝；第三種是在平面封裝的基礎上，把多個裸芯片、封裝芯片、多芯片組件甚至圓片進行疊層互連，構成立體封裝，這種結構稱作疊層型立體封裝。目前只有第三種方式進入了實用階段，而且掌握第三種立體封裝技術的公司很有限，國外主要是法國3D PLUS公司、美國VCI公司，國內僅有江蘇長電公司和珠海歐比特公司。
立體封裝技術其核心是要在有限的空間內合理解決芯片之間的互連問題，目前疊層型立體封裝的主要互連技術有以下三種方式：
（1）在采用晶圓（裸片）堆疊放置的封裝方式時，目前所用的互連技術是在焊區間使用引線鍵合的方法。隨著芯片尺寸的縮小，引線鍵合方法受到了空間的限制，這主要是由于鍵合引線數量和密度，或是重疊式芯片制造而引起的。而鍵合引線的密度也會導致傳輸上的干擾和電子寄生。
（2）作為引線鍵合的一種替代技術，形成穿透硅圓片的通孔結構可以大大縮短互連的距離，從而消除了芯片疊層在數量上的限制。這種采用直接互連的方法能提高器件的工作速度，該技術方法通常被稱作為硅片貫穿孔（TSV）技術，但目前由于采用該項技術的工程成本很高，還不能利用該技術進行大批量生產。
（3）標準封裝堆疊（TSOP堆疊）和柔性PCB混合堆疊封裝技術是三維立體封裝是一種近些年來新興的立體封裝技術，其特色是將已封裝的芯片（例如TSOP芯片）通過堆疊或柔性PCB堆疊后進行灌封，在經過切割成型、表面處理、激光雕刻實現芯片之間的互連；該技術具有很高的靈活性和適應性。值得一提的是，該技術可以對基于晶圓級立體封裝的芯片進行再一次立體封裝，因此是一項極具發展潛力而且似乎不會過時的技術。
SIP立體封裝技術在嵌入式計算機系統中的應用
嵌入式計算機系統已廣泛應用于航空、航天、工業控制、消費類電子等領域。
在航空、航天領域的箭載、船載、機載電子系統中，目前均采用開放式分布計算機系統，大部分的節點計算機為嵌入式計算機。隨著箭載、船載、機載電子系統功能越來越強大，系統更復雜，節點計算機的數量也在逐步增加，勢必造成電子系統的重量增加，從而導致動力系統的負荷增加，而需大幅度提升發動機的推力，使火箭、飛船、飛機的整體重量增加。最終將導致成本大幅度提升。因此，有效降低航空、航天領域的箭載、船載、機載電子系統中的嵌入式計算機系統的重量尤為重要，如何減小嵌入式計算機的體積和重量也越來越受到航空、航天領域設計人員的關注。
在工業控制及民用消費類電子領域，各種手持設備如掌上電腦、移動通信設備、各類手持機等都依賴于嵌入式計算機系統。如何較小嵌入式計算機的體積，是手持設備提升性能，降低成本，提高產品的市場競爭力的關鍵。
近些年來，隨著集成電路的集成度越來越高，嵌入式計算機芯片的功能越來越強大，可集成存儲器、串口、網口、USB、SPI、I2C等多種外設及接口，但由于嵌入式計算機芯片本身難以實現功率器件及大容量數據存儲器的集成，因此在使用過程中接口的功率驅動電路以及大容量數據存儲還需依賴平面板級設計來實現，這就給進一步提高嵌入式計算機系統的集成度，降低體積帶來一定的限制。隨著SIP立體封裝技術的出現，為嵌入式計算機系統的進一步集成創造了條件。SIP立體封裝技術可改變嵌入式計算機系統傳統的平面板級設計模式，將嵌入式計算機系統的處理器、存儲器、功率驅動接口等在三維空間內進行集成，可有效降低器件對PCB板的占用面積，從而大幅度降低嵌入式計算機系統的體積，減輕電子系統的整體重量，降低整體設備的成本。
SIP立體封裝嵌入式計算機模塊簡介
SiP微型計算機系統芯片是一種具有大容量存儲及多種外設接口的計算機系統芯片；其內部不僅可集成微處理器、大容量的SRAM、FLASH或SDRAM，而且還可集成UART、GPIO、I2C、SPI、網絡等多種接口，使之構成一個功能強大的計算機系統。
在芯片設計時，一般情況下按照系統各部分的功能，將系統劃分為處理器層、存儲器層、外設接口層等。各層在垂直方向上進行堆疊，再將各層之間需要連接的信號互連起來，最終構成一個完整的計算機系統模塊（如圖2所示）。采用SIP立體封裝技術構成的嵌入式計算機系統模塊，和傳統的平面板級系統節省PCB占用面積達80%以上，可大幅度縮小嵌入式計算機系統的體積和重量。而且由于系統各部分之間的連接線路大幅縮短，從而系統的運行速度、抗干擾特性、功耗等均有顯著改善，可靠性大幅度提升。
珠海歐比特公司根據航空、航天領域的需求，開發了基于SIP立體封裝技術的嵌入式計算機系統模塊。該模塊集成了SPARC V8架構的S698-T SOC芯片、SRAM、FLASH ROM、1553B總線接口、ARINC429總線接口、RS232接口、GPIO、AD轉換接口等。用戶僅需要很少的外部元件（電源、接插件）即可作為1553B總線節點計算機使用（其結構如圖3所示）。該計算機系統模塊預留了外部總線接口，用戶可方便地進行系統擴展設計。該模塊可以替代原來的一塊或數塊電路板，甚至可以替代原來的一臺計算機。
該計算機系統模塊采用四層堆疊結構，采用144腳QFP封裝，外形尺寸如圖4所示。
（1）第一層主要包括：處理器、晶振、內核電源轉換芯片等；
（ 2 ）第二層主要包括：2片1M×16bit 數據SRM；
（ 3 ）第三層主要包括：1片2M×16bit程序FLASH；
（4）第四層主要包括：1553B電平轉換、RS232電平轉換、系統復位電路等。
結束語
綜上所述，SIP立體封裝是一項新興的立體封裝技術，雖然目前該技術還處于初期發展階段，其產品應用還局限于航空、航天、軍事及高端工業控制領域，但隨著技術的進步，材料成本和生產效率的逐步提高，未來幾年內，將廣泛應用于各類嵌入式計算機系統中，具有非常廣闊的市場前景。
參考文獻：
[1]珠海歐比特控制工程股份有限公司. VDS25632VQ12使用說明書. 2011.
