從蘋(píng)果第一次公開(kāi)宣布在iwhach智能手表中采用SiP技術(shù)，SiP受關(guān)注程度日益提升，甚至被認為是“拯救”摩爾定律的正解之一。

SiP與近親SoC

業(yè)內認為摩爾定律繼續有兩條可行之路：一條是按照摩爾定律往下發(fā)展，CPU、內存、邏輯器件等將是這條路徑的主導者與踐行者，這些產(chǎn)品占據了市場(chǎng)的50%；另一外是超越摩爾定律的More than Moore路線(xiàn)，模擬/RF器件，無(wú)源器件、電源管理器件等，從一味追求功耗下降、性能提升，轉向更加務(wù)實(shí)的滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

SoC(System On a Chip系統級芯片)是從設計的角度出發(fā)，是將系統所需的組件高度集成到一塊芯片上。 

SiP(System In a Package系統級封裝）是從封裝的立場(chǎng)出發(fā)，對不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式，將多個(gè)具有不同功能的有源電子元件與可選無(wú)源器件，以及諸如MEMS或者光學(xué)器件等其他器件優(yōu)先組裝到一起，實(shí)現一定功能的單個(gè)標準封裝件，形成一個(gè)系統或者子系統。

當然，要談及SoC與SiP兩者的競爭關(guān)系，較理性的說(shuō)法就是“互為補充”，SoC主要應用于更新?lián)Q代較慢的產(chǎn)品和軍事裝備要求高性能的產(chǎn)品，SiP主要用于換代周期較短的消費類(lèi)產(chǎn)品，如手機等。SiP在消費領(lǐng)域炙手可熱的主要原因之一就是可集成各種無(wú)源元件。一部手機中，無(wú)源器件與有源器件的比例高于50:1，SiP可以為數量眾多的無(wú)源器件找到合適的“歸宿”。

對于高度集成的SoC而言，在一個(gè)芯片上實(shí)現數字、模擬、RF等功能，工藝兼容成為一大難題。而SiP卻可在實(shí)現高度集成的情況下，規避掉這一問(wèn)題。 

從封裝發(fā)展的角度來(lái)看，SiP是SOC封裝實(shí)現的基礎；從集成度角度出發(fā)，SoC只集成AP之類(lèi)的邏輯系統，我們可以將SiP理解為SoC的替代方案，兩者的關(guān)系可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式表示：

SiP=SoC+DDR+eMMC +…… 

SiP的昨天、今天與明天

美國是率先開(kāi)始系統級封裝研究的國家，其前身是早在上世紀就開(kāi)始為數據存儲和特定的軍事/航空航天電子設備研發(fā)的MCM（多芯片模塊）。但由于摩爾定律不斷向前發(fā)展，可實(shí)現更便宜和更輕松地將所有東西放置于一塊芯片上，所以這種封裝方案被沒(méi)有得到大范圍的采用。而如今，摩爾定律走到了瓶頸期，SiP再次被重視起來(lái)。 

最早商業(yè)化的SiP模塊電路是手機中的功率放大器，這類(lèi)模塊中可集成多頻功放、功率控制及收發(fā)轉換開(kāi)關(guān)等功能。SiP模塊廣泛應用于無(wú)線(xiàn)通訊、汽車(chē)電子、醫療電子、計算機、軍用電子等領(lǐng)域， 無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的應用是最早的，也是最廣泛的。 

Apple watch的內部的S1模組，就是典型的SiP模塊。它將AP、BB、WiFi、Bluetooth、PMU、MEMS等功能芯片以及電阻、電容、電感、巴倫、濾波器等被動(dòng)器件都集成在一個(gè)封裝內部，形成一個(gè)完整的系統。

有一點(diǎn)值得注意，PCB板并不遵從摩爾定律，是整個(gè)系統性能提升的瓶頸。PCB技術(shù)發(fā)展到今天，布線(xiàn)密度難以提高，器件組裝難度也日益加大，互聯(lián)長(cháng)度及器件封裝引腳的寄生效應都影響著(zhù)系統性能的進(jìn)一步提升。由于具備相似的設計思路和特點(diǎn)，SiP技術(shù)自然成為高端PCB的最佳替代。目前，很多系統應用已經(jīng)開(kāi)始應用SiP技術(shù)部分或者全部取代原有的PCB。 

SiP 改變了PCB作為承載芯片連接之間的載體這一成不變的定義。 

SiP封裝技術(shù)主要優(yōu)勢：

- 將不同用途的集成電路芯片以集成電路封裝手段進(jìn)行整合，可將原有的電子電路減少70%~80%以上，整體硬件平臺的運行功耗也會(huì )因為PCB電路板縮小而減少。產(chǎn)品在整體功耗、體積等方面獲得改善；

- 將原本離散的功能設計或元件整合在單一芯片內，不僅可以避免設計方案被抄襲復制，也能透過(guò)多功能芯片整合的優(yōu)勢讓最終產(chǎn)品更具市場(chǎng)競爭力。

封裝效率高、產(chǎn)品上市周期短、兼容性好、降低系統成本、物理尺寸小、電性能高、低功耗、穩定性好、應用廣泛，這叫各產(chǎn)業(yè)如何無(wú)法抗拒SiP的誘惑？

SiP技術(shù)是多年來(lái)一直存在的技術(shù)之延伸。奠基于現有如倒裝芯片flip chip、晶圓凸塊wafer bumping、引線(xiàn)接合wire bonding和扇形晶圓級封裝fan-out wafer-levelpackaging等的封裝技術(shù)。甚至可以這樣理解：FOWLP在面積擴展的同時(shí)也加了有源或無(wú)源器件以形成 SiP。 

SiP 的主流封裝形式是BGA，但這并不是說(shuō)具備傳統先進(jìn)封裝技術(shù)就掌握了 SiP 技術(shù)。

SiP封裝技術(shù)采取多種裸芯片或模塊進(jìn)行排列組裝，若就排列方式進(jìn)行區分可大體分為平面式2D封裝和3D封裝的結構。相對于2D封裝，采用堆疊的3D封裝技術(shù)又可以增加使用晶圓或模塊的數量，從而在垂直方向上增加了可放置晶圓的層數，進(jìn)一步增強SIP技術(shù)的功能整合能力。而內部接合技術(shù)可以是單純的線(xiàn)鍵合（Wire Bonding），也可使用覆晶接合（Flip Chip），也可二者混用。除了2D與3D的封裝結構外，還可以采用多功能性基板整合組件的方式。不同的芯片排列方式，與不同的內部接合技術(shù)搭配，使SIP的封裝形態(tài)產(chǎn)生多樣化的組合，并可依照客戶(hù)或產(chǎn)品的需求加以客制化或彈性生產(chǎn)。

不過(guò)，SiP在合格率與計算機輔助設計方面尚有待進(jìn)一步提高。

據預計，SiP在智能手機中的滲透率將從2016年的10%迅速提升到2018年的40%,這個(gè)趨勢，也會(huì )對PCBA加工技術(shù)造成影響。

先進(jìn)封裝是摩爾定律的重要助推力，對于企業(yè)而言，先進(jìn)封裝也是封裝業(yè)的產(chǎn)值提升的一大利器。目前全世界封裝的產(chǎn)值只占積體電路總值的10%左右，若SiP從熱們到主流，這一占比必將提高，封裝業(yè)產(chǎn)值必將出現一定幅度的提高，很可能將打破目前積體電路的產(chǎn)業(yè)格局。 

手機中使用SiP的顆數也在逐漸增多；SiP在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的應用最早，也是應用最為廣泛的領(lǐng)域；汽車(chē)電子是SiP的重要應用場(chǎng)景，發(fā)動(dòng)機控制單元（ECU）、汽車(chē)防抱死系統(ABS)、燃油噴射控制系統、安全氣囊電子系統、方向盤(pán)控制系統、輪胎低氣壓報警系統等SiP應用正在逐漸增加；SiP在計算機領(lǐng)域的應用主要來(lái)自于將處理器和存儲器集成在一起