SoC 【System-on-a-Chip】

概要

一般的に半導体チップはCPU、GPU、DSP、メモリなど機能ごとに製造されるため、電子基板の表面に複数のチップを実装して金属配線で接続する必要がある。これに対し、SoCは複数のチップに分かれていた機能を統合し、最初から一つのチップとして製造する。

同じ機能を複数のチップで実装するのに比べ、部品点数の削減による装置の小型化や製造コスト低減、消費電力節減、配線の省略による高速化などのメリットが期待できる。ただし、回路規模の大型化に伴う開発期間やコストの増大、製造歩留まりの悪化、部分的な変更やバリエーション展開が難しい、などのデメリットもある。

現在ではパソコン向けやスマートフォン向けのCPU製品は何らかの意味でSoCとなっており、周辺のコントローラICはほとんど必要なくなっている。ただし、SoCに取り込まれた機能は回路規模の制約から同世代の単体チップより性能が劣ることが多いため、内蔵グラフィック機能をオフにして単体のGPUを別途追加するといった構成を取ることがある。

SiP （System-in-a-Package/System in Package/システムインパッケージ）

複数のICチップを一つのパッケージにまとめ一体化したものを「SiP」（System-in-a-Package）という。機能の異なる複数のチップを組み合わせ、一つのICパッケージで複雑で高度なシステムを実現することができる。

別々に製造したICチップをパッケージ内で密接に接続する技術で、チップの配置・接続の方法により、チップを縦に重ねて配置する「スタック型」、横に並べて配置する「平置き型」、パッケージ同士を重ねる「PoP型」（Package on Package）などの種類がある。

一つのチップに様々な機能を統合したSoCに比べ、機能が同じなら性能や消費電力では劣るが、個々のチップの開発・製造は別に行われるため、開発期間やコストでは有利で、CPUとメモリなど構造や製造プロセスが大きく異なるチップ同士も組み合わせやすい。