物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)改變各個行業(yè)，圍繞無線連接組件所做出的設(shè)計決策變得越來越復(fù)雜。工程師們在為其物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用選擇組件時，常常面臨著在IC和無線模塊之間做出抉擇的兩難境地。這兩種選擇都有其獨特的優(yōu)勢和需要權(quán)衡的方面，會針對設(shè)計復(fù)雜度、成本、可擴展性以及產(chǎn)品上市時間等因素產(chǎn)生影響。這篇博客探討了與SoC和無線模塊各自相關(guān)的技術(shù)考量因素和面臨的挑戰(zhàn)，并借鑒了Silicon Labs（芯科科技）在無線解決方案方面的專業(yè)知識得出相關(guān)見解。我們將對IC和模塊進行技術(shù)對比，著重闡述每種方案的關(guān)鍵差異、優(yōu)勢以及隱性成本。

了解SoC和模塊

SoC是一種半導(dǎo)體器件，它在單芯片上集成了處理器、存儲器以及其他功能元件。使用IC進行設(shè)計的工程師們必須開發(fā)一塊配套的PCB，其中包括天線設(shè)計、RF匹配、電源管理以及其他組件。

另一方面，模塊是一種預(yù)集成系統(tǒng)，它包含一個IC以及所有必要的支持組件，例如RF引腳/內(nèi)置天線、EMC屏蔽、電源濾波、RF匹配組件、天線組件，并且具備全球范圍的監(jiān)管認證。模塊的設(shè)計旨在將實現(xiàn)一個完整解決方案所需的硬件環(huán)境降至最低，從而降低設(shè)計的復(fù)雜程度并減少認證方面的工作量。

IC和模塊的設(shè)計與開發(fā)考量因素

RF設(shè)計復(fù)雜性

IC：RF工程師必須精心設(shè)計并優(yōu)化天線布局、PCB走線長度以及匹配網(wǎng)絡(luò)。即使布局上存在細微的差異，也可能會降低信號性能，這就需要進行大量的調(diào)試工作。

模塊：預(yù)先優(yōu)化的RF 設(shè)計消除了對復(fù)雜天線布局和匹配的需求，從而減少了開發(fā)時間和精力。

認證與合規(guī)

IC：使用SoC的產(chǎn)品需要針對每個目標市場（如FCC、CE等）分別獲得監(jiān)管批準，這可能既昂貴又耗時。

模塊：模塊帶有預(yù)先認證的監(jiān)管批文，這大大降低了認證成本和風(fēng)險。

上市時間

IC：RF設(shè)計和認證的復(fù)雜性可能會使產(chǎn)品的發(fā)布推遲3-6個月。

模塊：更快的開發(fā)周期能夠使產(chǎn)品更快地進入市場，這對于競爭激烈的行業(yè)來說是一項至關(guān)重要的優(yōu)勢。

成本分析

IC：初始組件成本較低，但設(shè)計和認證費用較高。適用于規(guī)模經(jīng)濟效益能夠證明投資合理性的大規(guī)模生產(chǎn)。

模塊：單位成本較高，但設(shè)計和開發(fā)費用有所降低。非常適合中低產(chǎn)量的生產(chǎn)情況。

IC設(shè)計的隱性成本

正如芯科科技白皮書《無線SoC設(shè)計的六大隱性成本》所強調(diào)的那樣，采用SoC進行設(shè)計會帶來一些常常被忽視的隱性成本。

RF專業(yè)知識：聘請專業(yè)的RF工程師，每年的費用可能在100,000到200,000美元之間。

實驗室設(shè)備：頻譜分析儀、電波暗室以及其他RF 測試設(shè)備的費用可能高達 50,000 美元。

PCB 布局：實現(xiàn)最佳天線性能需要迭代PCB 設(shè)計和制造周期。

認證成本：在五年時間里，對 SoC 進行的監(jiān)管測試費用可能會超過50,000 美元。

SiP（系統(tǒng)級封裝）與PCB模塊

在考慮IC和模塊時，另一個因素是所使用的外形尺寸。

SiP模塊

系統(tǒng)級封裝(SiP)模塊將多個組件集成到單個封裝中，提供了一種緊湊的解決方案，具備優(yōu)化的RF性能，尺寸更?。ㄐ∮?2 x 12毫米），組件預(yù)先集成，采用先進的封裝技術(shù)（例如，堆疊式存儲器），針對高性能應(yīng)用進行了優(yōu)化，并且需要精心進行熱設(shè)計和機械設(shè)計。

PCB模塊

PCB模塊由一塊載板組成，各組件分別安裝在該載板上。它們提供了更簡便的開發(fā)流程和內(nèi)部原型設(shè)計方式，設(shè)計變更更加靈活，更容易進行二次采購，并且尺寸通常更大（大于10 x 10毫米）。

用于小型化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的SiP模塊

芯科科技的SiP模塊（比如BGM220S）就體現(xiàn)了基于模塊設(shè)計的優(yōu)勢。這些模塊具有集成的RF組件和屏蔽功能，為諸如可穿戴設(shè)備和智能傳感器等空間受限的應(yīng)用提供了卓越的尺寸和性能優(yōu)化方案。SiP模塊的占位面積僅為6.5 x 6.5毫米，在確保強大RF性能的同時減少了PCB占用空間。

何時選擇IC與模塊

在以下情況下，IC是理想的選擇：

高產(chǎn)量證明了前期設(shè)計和認證成本的合理性。

設(shè)計團隊擁有RF 專業(yè)知識，并且能夠使用先進的實驗室設(shè)施。

自定義 RF 優(yōu)化對該應(yīng)用至關(guān)重要。

在以下情況下，模塊是更佳選擇：

快速推向市場至關(guān)重要。

需要將監(jiān)管認證成本降至最低。

該應(yīng)用需要緊湊且標準化的設(shè)計。

平衡方法

在IC和模塊之間做出選擇取決于具體的項目需求、可用資源以及業(yè)務(wù)目標。Silicon Labs具備同時提供這兩種解決方案的能力，這確保了客戶能夠隨著自身生產(chǎn)規(guī)模的擴大和設(shè)計能力的提升，從使用模塊無縫過渡到使用SoC。通過與單一供應(yīng)商合作，公司能夠保護自身在軟件方面的投資，并優(yōu)化其物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，以實現(xiàn)長期成功。