盡管這種趨勢已經(jīng)持續(xù)了一段時(shí)間，但是也遇到一些阻力。比如可編程邏輯電路就在蠶食系統(tǒng)級芯片的領(lǐng)地，因?yàn)�，它們以較低的成本綜合利用各種標(biāo)準(zhǔn)單元。隨著系統(tǒng)級芯片進(jìn)步到集成1,000萬門的程度，其復(fù)雜度也越來越高，這將限制其在批量場合的應(yīng)用。

系統(tǒng)級芯片將改變電子工業(yè)的供應(yīng)鏈：芯片供應(yīng)商、OEM、運(yùn)營商和服務(wù)提供商都對芯片的設(shè)計(jì)有自己專門的貢獻(xiàn)。

Dataquest公司Tom Starnes說：“盡管已成功研制出200至300萬門器件，但其用戶基礎(chǔ)變得相對比較窄了。有多少人會具備設(shè)計(jì)這些東西的專業(yè)水平和能力呢？”IC Insights公司分析師Bill McClean說：“現(xiàn)在，有些人在為蜂窩移動電話設(shè)計(jì)RF系統(tǒng)級芯片，將芯片數(shù)由三個(gè)減少為一個(gè)。”根據(jù)Electronic Trend Publications的估計(jì)，系統(tǒng)級芯片的未來似乎很有保證。系統(tǒng)級芯片在全球芯片交易中所占份額將由1998年的3.4%飚升到2003年的17.2%。該報(bào)告稱，單芯片集成電路的市場價(jià)值將躍升10倍，從去年的37億美元達(dá)到2003年的340億美元。

有關(guān)系統(tǒng)級芯片的定義一直是爭論的焦點(diǎn)。McClean說：“現(xiàn)在看來各派間差異愈加模糊。”他將系統(tǒng)級芯片定義為：具有10萬可用門、芯片級存儲器、處理功能或者微處理器、微控制器或數(shù)字信號處理能力的集成電路。IBM公司和其它系統(tǒng)級芯片供應(yīng)商則將輸入/輸出設(shè)備、DMA控制器（在存儲器和輸入/輸出器件之間輸出數(shù)據(jù)）、互連總線、時(shí)鐘生成和電源管理控制邏輯也納入到芯片級內(nèi)核中。

最近，嵌入式DRAM也已成為一種熱門的系統(tǒng)級芯片發(fā)展趨勢。IC Insights預(yù)測，基于標(biāo)準(zhǔn)邏輯單元的產(chǎn)品（根據(jù)McClean的定義幾乎都屬于系統(tǒng)級芯片）的發(fā)貨量將在1999至2004年間增長59%，而門陣列的發(fā)貨量則將在今后5年內(nèi)以同樣的規(guī)模減少。

LSI Logic公司長期以來一直稱自己為“系統(tǒng)級芯片公司”，最近則開始改稱為“通信芯片公司”，這反映出系統(tǒng)級芯片已經(jīng)成為一種正常業(yè)務(wù)，應(yīng)用開始變得比技術(shù)更重要。

LSI Logic公司技術(shù)產(chǎn)品營銷高級主任Ronnie Vasishta說：“就系統(tǒng)級芯片和嵌入式功能而言，這幾乎是一種自然的發(fā)展過程。”

SoC向ASSP靠攏

有些分析人士曾經(jīng)從IP和制造的角度質(zhì)疑系統(tǒng)級芯片能否在持續(xù)增加幾百萬門的情況下繼續(xù)保持成本優(yōu)勢。但他們也確實(shí)指出系統(tǒng)級芯片遲早會回到商品化的道路上來。

IC Insights的McClean指出，有些大供應(yīng)商已經(jīng)將一些證實(shí)可行的復(fù)雜技術(shù)嵌入現(xiàn)有成品中，McClean直呼其為“半專用集成電路或半標(biāo)準(zhǔn)元件”。

IBM、LSI和朗訊科技等集成電路制造商已經(jīng)開發(fā)了一種方法，將其提供定制部件的方式標(biāo)準(zhǔn)化，從而為大批量應(yīng)用提供解決方案。LSI公司的Vasishta說：“標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)已經(jīng)成為我們最大的業(yè)務(wù)，我們采用了以往針對專用集成電路和系統(tǒng)級芯片的方法開發(fā)ASSP。”朗訊科技也強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的重復(fù)使用問題，該公司微電子集團(tuán)產(chǎn)品戰(zhàn)略部門產(chǎn)品經(jīng)理Michael Ayukawa說：“我們越是能夠讓客戶采用系統(tǒng)級芯片與其它東西組合，大家的情況就會變得越好。顯然，我們必須努力降低成本。如果我們能夠在任何一種可編程平臺上實(shí)現(xiàn)順利工作，就會享有競爭優(yōu)勢。”

又一項(xiàng)舉動已經(jīng)引起業(yè)界關(guān)注，那就是將FPGA置入系統(tǒng)級芯片中。Ayukawa說：“這好像已經(jīng)不是朝著系統(tǒng)級芯片的方向發(fā)展，而更象是盒中系統(tǒng)(system-in-box)。”但是沒有理由認(rèn)為這不屬于系統(tǒng)級芯片的范疇。FPGA的體積隨著更新?lián)Q代將不斷縮小。他說：“我預(yù)計(jì)它會逐漸成為系統(tǒng)級芯片的一部分。” 

IBM微電子公司首席技術(shù)專家Randy Lange說，IBM公司去年開發(fā)了所謂超級結(jié)構(gòu)方法，提供共同工作的預(yù)配置內(nèi)核，確�？蛻裟軌蝽樌�制造和測試這些芯片。

Lange說：“你可以重新使用這些元件，只需針對不同的市場賣點(diǎn)進(jìn)行局部重新設(shè)計(jì)，比方說放一個(gè)更快速的輸入/輸出驅(qū)動器在上面，而不作其它修改。這種定制解決方案的整個(gè)概念只有在你能夠重新使用這些元件時(shí)才具備經(jīng)濟(jì)效益。你不可能每次都對全部內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。”

據(jù)Lange介紹，與超級結(jié)構(gòu)相配套的是IBM公司的內(nèi)核連接總線，它能夠預(yù)先對內(nèi)部連接各種元件的線路進(jìn)行偵測并判定有無通過能力。按照IBM公司統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)已有20多家公司獲得32位、6?位和128位版本內(nèi)核連接總線的使用許可。內(nèi)核連接總線能夠讓用戶采取標(biāo)準(zhǔn)化做法創(chuàng)建定制芯片，實(shí)際上就是創(chuàng)建一種針對特定應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)部件，Lange補(bǔ)充道：“這樣你就能夠獲得更大和更快的生產(chǎn)能力。”

多芯片模塊挑戰(zhàn)系統(tǒng)級芯片

多年來，多芯片模塊一直被作為昂貴的系統(tǒng)級芯片的替代品在市場上推銷。但是，分析人士和單芯片供應(yīng)商傾向于將多芯片模塊作為一種通向系統(tǒng)級芯片、經(jīng)濟(jì)高效、但不太復(fù)雜的方法，而不僅僅作為一種替代品。他們主張這兩種產(chǎn)品其實(shí)在性能上沒有什么區(qū)別。

談到客戶希望出于成本和減少元件考慮而采用單個(gè)元件，朗訊科技的Ayukawa說：“就現(xiàn)在的情況而言，客戶并不是非常在乎。很多時(shí)候，這種方法可能比在系統(tǒng)級芯片中插入一大塊DRAM內(nèi)存更加經(jīng)濟(jì)高效。”

制造無線通信芯片的Peregrine半導(dǎo)體公司的首席執(zhí)行官Stavros Prodromou稱，其實(shí)有很多折衷方案。他說：“在一個(gè)封裝中包含多個(gè)芯片實(shí)際上可以讓你在諸如CMOS的相同封裝中混合使用砷化鎵和硅鍺等技術(shù)，這樣就可以在電路板上消除很多外部互連。你也可以混合并集成不同的IP。”

IBM公司也在為許多應(yīng)用提供“單封裝系統(tǒng)”，與嵌入DRAM或SRAM的系統(tǒng)級芯片相比，能夠提供更為快速的內(nèi)存訪問能力，Lange則將這種產(chǎn)品描述為“一種介于多芯片模塊和系統(tǒng)級芯片之間的東西”。

利用這種技術(shù)，IBM公司將兩個(gè)芯片直接焊接在一起，促進(jìn)兩者之間的直接通信。他說：“采用這種封裝方式，它看上去象一個(gè)芯片，但事實(shí)上卻是兩個(gè)芯片。”

Lange還指出，其中一個(gè)芯片可以調(diào)換或重新自旋，而另一個(gè)則保持不變。這樣就可以將一個(gè)定制元件加在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品上，或者在定制產(chǎn)品中重新使用標(biāo)準(zhǔn)元件。

Connexant系統(tǒng)公司負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)接入產(chǎn)品戰(zhàn)略營銷的副總裁Warner Andrews稱，該公司既能以多芯片模塊形式提供傳真調(diào)制解調(diào)器，也能以單硅片形式提供。

他說：“原因是你可能已經(jīng)掌握了重大電路技術(shù)差異。為了將所有功能都納入集成電路中，你可能需要采用1.8V工藝，但傳真調(diào)制解調(diào)器中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接入配置的線路驅(qū)動線卻要求采用3.3V技術(shù)。因此，我們掌握了兩套不同的技術(shù)，可以把多個(gè)芯片放在一個(gè)盒子中。”

Andrews說：“我們幾年前推出的每種56k調(diào)制解調(diào)器實(shí)際上都是4片式多芯片模塊，在客戶看來這和系統(tǒng)級芯片差不多。”交換機(jī)芯片制造商Power X公司營銷主任Bill Weir認(rèn)為，在通信交換領(lǐng)域，各種功能一直通過“大量專用集成電路”來實(shí)現(xiàn)，而市場中近幾年間出現(xiàn)的新一代網(wǎng)絡(luò)處理器則更像是系統(tǒng)級芯片，而不再是專用集成電路。而且，總的來說他們是建立在單芯片組上的多個(gè)系統(tǒng)。他說：“其中每種芯片都具有分組處理功能和交換功能，它們已經(jīng)將5個(gè)或6個(gè)芯片上的功能集成在一個(gè)較大芯片上。我不能說我們可以在一個(gè)芯片上完成所有事情，但和以前比，單芯片組系統(tǒng)確實(shí)有了飛躍，今天的單芯片組系統(tǒng)很有希望成為明天的系統(tǒng)級芯片。”

Dataquest公司Starnes認(rèn)為，多芯片模塊不會對系統(tǒng)級芯片構(gòu)成什么威脅。比如，制造多芯片模塊并不見得比組裝真正集成的系統(tǒng)級芯片所用的IP簡單。而且，對這些芯片重新進(jìn)行加工也是極其困難的。但是他又說：“你現(xiàn)在完全可以在一個(gè)基板上放置3個(gè)小芯片，而不必采用一個(gè)大芯片。”而且如果在焊線過程中發(fā)生了制造錯(cuò)誤需要修補(bǔ)，那么整個(gè)芯片就會報(bào)廢，他指出：“即使這兩個(gè)芯片都能工作，你還可以修補(bǔ)第三塊芯片，整個(gè)模塊仍然有用，而不至于報(bào)廢整個(gè)大芯片。”

Starnes補(bǔ)充說，還可采用其它比較容易的方法對多個(gè)芯片進(jìn)行加工處理，這比直接加工處理一個(gè)單片集成電路簡單得多。在一個(gè)百萬晶體管設(shè)計(jì)中，更改其中1萬個(gè)晶體管的設(shè)置就可能影響全部百萬個(gè)晶體管。他說：“也許分成三個(gè)芯片就會容易得多，你只需要更改位于某個(gè)芯片上的1萬個(gè)晶體管，而不必去管另外兩個(gè)芯片，這樣就能為制造商降低成本。”