「穷人ASIC」出世　PCB掰掰？

我们也许很快就能跟印刷电路板(PCB)道别，并能把裸晶(bare die)装配在一种晶圆级硅电路板上，并因此摆脱那些耗电量很大的封装焊接导线。
一家新创公司siXis最近委託晶圆厂SVTC製造其嵌入式硅电路板运算模组，并声称该产品将填补印刷电路板原型与ASIC设计之间的落差；这种硅电路板并号称可做为ASIC的低成本、低耗电替代品。
siXis建议客户使用FPGA编程逻辑电路，选好记忆体晶片与週边电路，再让该公司把这些IC的裸晶装配到客製化硅电路板上，如此就产生一种基本上是系统级封装(system-in-package)技术的产品。
「敝公司是利用自有硅电路板技术，设计并製造嵌入式运算模组产品；所谓的硅电路板是一种大面积的被动硅元件，正面包含多层氧化物与铜布线，背面则是硅孔道(silicon vias)、重分布层(redistribution layer)与铅锡凸块(solder bumps)。」siXis工程副总裁David Blaker介绍。

「我们以覆晶方式将逻辑IC、记忆体与被动元件黏着在硅电路板的正面，并将其封装起来；客户所看到的成品会很像是产业标準封装(球栅阵列式)晶片，但实际上它已经是一个完整的运算系统。」Blaker补充。

siXis表示，其技术能将电路板尺寸缩小到三分之一，产生的系统在重量与耗电量上也比传统使用标準晶片的方案来得低。客户可提供原型电路板，交由该公司透过SVTC的製程转换成採用硅电路板的产品。
「这种产品也能叫做“穷人的ASIC”，因为它基本上是一种使用高性能硅基板的系统级封装方案；」市场研究机构Gartner的半导体製造业研究副总裁Jim Walker指出，在硅基板上进行覆晶式系统级封装的成本虽比採用导线架、打线接合封装来得高，却很适合高性能运算应用，因为覆晶技术提供了更快、更低耗电，所需导线长度也最短的方案。

传统上若要将採用标準零件的电路板设计缩小，就是把逻辑与週边电路整合设计成客製化ASIC，再焊到PC电路板上搭配外部记忆体晶片；但若改用硅电路板设计，其成本估计可削减到採用传统方案的十分之一。而siXis表示设计的转换可在6个月之内完成。

siXis亦指出，透过将晶片的导线封在相同的BPA封装中，其硅电路板设计能将寄生电容(parasitic capacitance)降低到20%以下。此外也能将记忆体元件与FPGA整合在一起，使其互连速度更快，并藉由削减不必要的封装层，以及将导线整合在硅电路板上、以缩减其长度与负载量等方式，降低系统的耗电。

其他使用硅穿孔的先进封装技术已朝向裸晶堆叠发展，虽免除了晶片封装间的耗电导线，却也面临3D堆叠的晶片发热使彼此温度升高的问题。而siXis的方案除了拥有尺寸小、导线短的优点，其晶片是以併排而非堆叠方式置放在硅基板上，因此只需要散热片来降低温度。

除了一些对尺寸与耗电有高要求的军事应用，siXis也锁定通讯、医疗影像、测试与量测、航太与高性能运算等领域的客户。该公司的硅电路板目前是委由SVTC以CMOS与MEMS技术，以8吋或12吋晶圆来生产。