瑞薩科技公司（以下簡稱“瑞薩”）近日宣布開發出SiP自頂向下設計環境（SiP Top-Down Design Environment），用以提高對于整合了多個芯片的系統級封裝（SiP）產品的開發效率。例如采用單獨封裝的系統級封裝器件（SiP）、MCU和存儲器。它采用了自頂向下（預計性）設計方法，在設計的初始階段即驗證其主要特性，如設計質量和散熱性。 　　SiP自頂向下設計環境集成并優化了各種工具，其中包括可以整合至SiP產品中的片上信息數據庫，以及一個基片布局工具。產品提供了一個通用的用戶接口，可以實現設計工具間的數據傳輸，增強了其簡單易用性和靈活性，并實現了一個自動執行任務的設計環境，如在電流模擬過程中進行分析。這些優勢允許器件可采用那些對開發一個新型SiP所需時間有著重要影響的各個步驟進行分析。如在設計的初始階段就加以實行、用于保護信號完整性的電子特性的分析以及針對散熱特性的熱性能分析，最終提高設計質量并縮減一半的開發時間。 產品背景信息 　　SiP是指在一個單獨的封裝中嵌入了多個芯片，如SoC、MCU和存儲器，因此封裝基底結構和配線的設計比單芯片SoC器件更加復雜。另外，由于存儲器速度和性能在不斷提高，因此保證芯片和SiP之間的信號完整性非常重要，而且由于伴隨著速度的提高，將產生更高的功耗和熱生成密度，因此保證充足的散熱也非常關鍵。這兩大因素已成為SiP設計中至關重要的兩個方面。因此，為了實現更快的SiP開發，保證信號的完整性，并盡可能高效的對散熱性能進行驗證都很重要。 　　在此之前，瑞薩科技采用一個設計系統來確定問題和對策，以提高設計效率并減少SiP產品的生產成本。這就縮減了封裝基底設計所需的時間并有助于降低與基底生產和SiP測試相關的生產成本。最新開發的SiP自頂向下設計環境滿足了對于在提高SiP設計質量的同時縮短開發時間的設計方法的需求。它取代了傳統的反標注（分析）的設計方法，這些傳統方法需要在SiP設計過程的后期，即封裝基底的設計完成后中，分析信號集成性和散熱性，而采用自頂向下的設計方法，在SiP的最初設計階段就已經完成了對于多種特性的驗證。它采用了一個集成的設計數據庫和通用用戶接口，進而能夠進行自動分析或自動執行模擬電路中的部分任務。 產品特性 　　SiP自頂向下設計環境的主要特性總結如下 　　（1）適用于多種工具的集成型設計數據庫和通用接口 　　在一個SiP封裝中，一個棧內布置多個芯片，芯片和封裝基底通過金制或其它材料的接線來互聯。過去，電子和熱特性的分析和絲焊設計和與裝基底接線設計程序是無關的。因此，有必要為每個芯片和接線分析中所采用的工具手動進行基底數據更新。 　　新的設計環境采用一個集成的設計數據庫，可提供對于設計數據和簡易連接的統一管理，以進行電子和散熱特性的分析。因此，芯片上的數據形成并定位，同時，芯片-芯片連接數據可以從數據庫中提取，并連接到基底布局工具。而且，絲焊與基底布局工具得出的基底模式數據可以與其它分析工具互聯。為了實現更強的簡單易用性，設備提供了一個通用接口，用于啟動工具并進行設置。 　　（2）在初始設計階段，大規模封裝基底的噪聲分析 　　過去，大規模封裝基底的電子特性分析，涉及了待分析的多個區域的數個子區域，目的在于能夠在實踐的總時間內完成分析。由于待分析區域被分割的方式會影響到分析的精度，因此必須對于分割方式本身進行仔細考慮。電路模擬也涉及對于分析的混合式結果，如SoC驅動調節。因此，構建模擬環境和確定執行結果是一個非常耗時的過程，而且在設計的初始階段，很難估計出噪聲特性。 　　新的設計環境包括一個支持大規模基底的電磁場域分析工具。這就意味著沒有必要對這個待分析區域進行分割。另外，電路模擬的模擬條件設置和結果確定都是自動進行的。因此有必要在設計的初始階段根據電子特性來估算噪聲。 　　（3）考慮了基底布局的散熱分析 　　過去，用散熱特性評估的封裝模式都是通過參考基底布局數據手動創建的，導致開發用于評估散熱的封裝模型非常耗時，而且結果模式的精度也很有限。 　　新的設計環境是從基底布局數據信息中得到的，包括導體模式區共享（銅比）、層厚和內部SiP封裝繞線的材料、電源層等，以及各層之間的通孔的數據和芯片的形狀及位置，而且它自動構建一個用于散熱評估封裝模型的環境。另外一個新開發的功能將SoC的功耗分布應用到熱分析模式上，因此，也考慮到了芯片內熱生成的分布。這些優勢不僅僅提供了模型的精度，而且它們使得在很短的時間內完成熱分析成為可能。 　　瑞薩科技計劃將其SiP自頂向下設計環境擴展應用到更廣泛的SiP產品開發中，并將持續構建滿足客戶需求的開發解決方案。