首先要说明的是，本篇文章对SoC的定义并非单从产业上、技术上或市场沿革上的描述，而是辅以科学上、哲理上与自然现象上的推衍。因此读者必须先抛弃传统IC设计的布局概念，并打破一般电子零组件的旧式思维。在根据较为形而上的定义后，所产生的SoC也是较为开放而多元的架构，但这并非刻意的包容各家说法或模糊化SoC的界限；相反地，这是要突显出SoC之可行性、必然性与变动性的种种特色。

@系统的定义

SoC顾名思义就是“System on a Chip”，中文称作「系统单晶片」。所以先要说明清楚什么是系统？各种事物表面上看起来，好像系统是系统，元件是元件。但在自然现象的观察上并非如此，反而是处在一个层次交错、变化多端的状况，同时还得看从什么角度去界定，才能说清楚、讲明白。例如家庭是一个系统，组成家庭的个人是一种元件；但对于一个社会系统而言，家庭则是其中的元件；对于器官或细胞单元而言，则个人又是另一种系统。所以事物本身是系统还是元件，这端赖我们从什么立场来观看或应用。

所以是不是能成为一个独立的「系统式元件」或「元件式系统」，重点都在于是否能从头到尾自己完成一件事。要达到这样的功能则必须具备一些条件的检验，一是内部必须包括三大功能元件，分别是逻辑元件、记忆体元件与感测元件；二是具备三个基本作业单元或介面，分别是输入单元、处理单元与输出单元；三是具有三种通讯网路功能的子系统，分别是伺服系统、配接系统或终端系统。其中第一、二项是作为一个系统都要具备的要素，第三项则是从系统相对连结的角色而定义，这三项又分属于电光科技〈以电与光为应用控制的科技〉领域的三大类别(表一)。

因此，不管是以什么样的型态来显现，硬体也好、软体也罢，软硬体的弹性组合也可以，只要具备上述的系统定义范围，那么就可以说是一个准系统了。

元件的定义

除了原本「系统式的元件」外〈即指一种统合而成的子系统〉，一般所谓元件都是指单一制造成型的个体，所以一颗独立成型的电晶体是一种元件〈或称作离散元件〉，集积数十万电晶体在一晶片上的电路也是一种元件〈或称作IC元件〉。然而过去的IC元件少有具备系统执行能力者，原因就在于它们通常只是一种个别功能的元件，例如DSP逻辑元件或CMOS感测元件。

如果所开发的IC元件能够集积成为一个独立运作的系统晶片，也就是同时具有逻辑、记忆与感测的功能〈外接的不算〉，并包括I/O与中间处理的介面〈含内外部的介面，如OCB或USB介面〉，这样的IC元件就是一种「元件式系统」。

除了一般功能性IC元件外，离散元件〈大部分作为线性用途〉或做电源控制管理功能的IC〈Power Manager IC〉，也都符合元件的定义。另外一些连接、包装的材料或外接输出、输入的装置也是一种元件，这我们称之为资材元件。总结上述各类元件则有三种，分别是SoC元件、功能元件与离散元件，为了清楚起见，整理成(表二)以方便读者对照了解。

单晶片的定义

在同一制程中所集积而成的电路晶片就是单晶片。传统上的CPU、DRAM等功能性元件都是以单晶片的型态来生产销售；也有一些离散元件是以半导体制程来生产的单晶片，总之以独立一颗晶片为成品的都叫做单晶片。

但由于晶圆制程越来越进步与精密，一小块晶片便能集积千万颗以上的电晶体，乃至可将不同结构的电路整合到同一制程中生产，使得传统元件的功能越来越强大，也促成了系统单晶片（SoC）发展上的可行性与必然性。同样的内容以单晶片来生产整合，当然比多晶片来得省时省成本，单以这个原则，就可以知道SoC是必然的趋势，至于技术上与法律上的问题应会在市场的压力下一一克服。

在某方面而言，利用封装的技术将多晶片堆叠构装成为一颗元件式系统〈System in a Package；SiP〉，也有其经济价值与市场竞争力，但总不如单晶片的简易与弹性。所以，总结上述的SoC定义，就是一颗能独立系统作业的单晶片，这可能是一颗单一应用功能的晶片，也可能是一颗可载入其他应用系统的晶片，当然也可能一颗可连线其它系统的次系统晶片。

SoC的过去架构

SoC的过去架构主要是单一应用功能的晶片，虽然完全符合前述对系统的定义，但通常不具备应用转换与功能扩充的能力，也没有对外连线其它系统的方式，只有简单的参数改变与记录更新的功能。这样的架构主要是以微控制器（MCU）单晶片为基础所设计而成，且没有所谓SIP的整合概念，只要编写读入控制码即可，其架构元素如下：

《公式一》

由于现在的MCU越来越强大，且可嵌入的记忆体容量也很高，相对应用范围也扩充许多了。所以虽然是过去的技术与架构，但现在或未来可应用的时机仍很多，有些厂商如Cypress还把它另称为PSoC，也颇有新意。

SoC的现在架构

现在的SoC架构主要是以虚拟元件的方式来整合，透过强大的设计辅助工具（EDA），及各阶段的模拟验证作业，使得SoC得以整合更复杂且多样的元件，这才能制作出真正强大而弹性化的系统单晶片，并且才能无障碍的与现有3C软硬体产品相容与相接续。短期内，透过SoC设计技术不断的进步，还有周边产业链的供应服务，SoC将不只是坐而言的观念口号，而是具体可行的产业新生态，其架构元素如下：

《公式二》

目前的解决方案多以提供MPU为核心IP的厂商来作平台整合，例如ARM及MIPS两大供应商，但这都只能开发一些标准化的产品，若没有更多先进IP的开放授权，SoC产业的发展就会面临阻碍。

SoC的未来架构

谈到未来的SoC架构，其实也不离现在所发展的市场与技术趋势，主要就是配合行动化通讯的需求，而必须有各种有线或无线通讯网路的解决方案。当然，为了更有弹性的发展，可程式化的SoC与能自我学习来配合环境发展的人工智慧架构，也是未来很重要的一个方向，其架构元素如下：

《公式三》

有了网路通讯能力的系统单晶片，就是一个更为开放的架构，从微小到庞大的事物之间，才能作既是系统又是元件般的灵活运用，并造就电子产品成为活生生的个体，不仅彼此相摄相融，也符合大自然「一即一切，一切即一」的生命本质。

结语

总而言之，从上面循序的说明，SoC的定义与架构应该很清楚了，但许多不可预知的难题仍会层出不穷，我们要以人本的需求来应用，才不会对社会产生恶性的影响，乃至于造成难以收拾的局面。物化的系统就是物化的系统，尽管他也能结合生物科技而发展，人要能役物，但不可以役于物，否则反而走向更大的束缚。因此，偏于逻辑功能的SoC就拿来帮助人们做各种计算处理，偏于感测功能的SoC就用在各种讯号的传递，偏于记忆的SoC就用在各种事物的纪录储存，给人更方便安定的生活，这样就很有意义了。