什么叫异构系统集成

什么叫异构系统集成，异构集成

异构集成 （Heterogeneous Integration）通常和单片集成电路（monolithic）相对应，我们常见的芯片都是单片集成电路，它们属于同构集成（homogeneous Integration)，意味着在同一种材料上制作出所有元件。这曾经是杰克•基尔比（Jack Kilby）的伟大梦想，并最终成为现实，进而推动了信息技术的巨大进步，对人类文明的进步也产生重大影响。

异构集成和同构集成二者并不相互排斥，所有异构集成的单元都是同构集成。

异构集成 （Heterogeneous Integration）准确来讲，全称为异构异质集成，异构集成可看作是其汉语的简称，这里，我们将其分为异构(HeteroStructure)集成和异质(HeteroMaterial)集成两大类。

异构集成

异构集成（ HeteroStructure Integration）主要指将多个不同工艺节点单独制造的芯片封装到一个封装内部，以增强功能性和提高性能，可以对采用不同工艺、不同功能、不同制造商制造的组件进行封装。例如将不同厂商的7nm、10nm、28nm、45nm的小芯片通过异构集成技术封装在一起。

这里主要以硅材质的芯片为主，工程师可以像搭积木一样，在芯片库里将不同工艺节点的Chiplet小芯片通过异构集成技术组装在一起。

异质集成

异质集成（ HeteroMaterial Integration）是指将不同材料的半导体器件集成到一个封装内，可产生尺寸小、经济性好、灵活性高、系统性能更佳的产品。

如将Si、GaN、SiC、InP生产加工的芯片通过异质集成技术封装到一起，形成不同材料的半导体在同一款封装内协同工作的场景。

过去，出于功耗、性能、成本等因素的考虑，集成首先在单片上实施，例如SoC。近些年，由于摩尔定律日益趋缓，单片集成的发展受到了一些影响。得益于先进封装与芯片堆叠技术的创新，设计人员可以将系统集成至单个封装内形成SiP，这就推进了异构异质集成的发展。

今天，Heterogeneous Integration 异构异质集成主要是指封装层面（Package Level）的集成，其概念出现的历史并不长，是在近十年间随着先进封装技术的兴起而日益受到业界的重视，并逐渐发展为电子系统集成中最受关注的环节。

半导体异质结构一般是由两层以上不同材料所组成，它们各具不同的能带隙。这些材料可以是GaAs之类的化合物，也可以是Si-Ge之类的半导体合金。按异质结中两种材料导带和价带的对准情况可以把异质结分为Ⅰ型异质结和Ⅱ型异质结两种，两种异质结的能带结构异质结图册，I型异质结的能带结构是嵌套式对准的,窄带材料的导带底和价带顶都位于宽带材料的禁带中，ΔEc和ΔEv的符号相反，GaAlAs/GaAs和InGaAsP/InP都属于这一种。在Ⅱ型异质结中，ΔEc和ΔEv的符号相同。具体又可以分为两种:一种所示的交错式对准，窄带材料的导带底位于宽带材料的禁带中，窄带材料的价带顶位于宽带材料的价带中。另一种如图1(c)所示窄带材料的导带底和价带顶都位于宽带材料的价带中Ⅱ型异质结的基本特性是在交界面附近电子和空穴空间的分隔和在自洽量子阱中的局域化。由于在界面附近波函数的交叠，导致光学矩阵元的减少，从而使辐射寿命加长，激子束缚能减少。由于光强和外加电场会强烈影响Ⅱ型异质结的特性，使得与Ⅰ型异质结相比，Ⅱ型异质结表现出不寻常的载流子的动力学和复合特性，从而影响其电学、光学和光电特性及其器件的参数。http://ic.big-bit.com/news/list-75.html

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