从封装发展的角度来看,因电子产品在体积、处理速度或电性特性各方面的需求考量下,SOC曾经被确立为未来电子产品设计的关键与发展方向。但随着近年来SOC生产成本越来越高,频频遭遇技术障碍,造成SoC的发展面临瓶颈,进而使SIP的发展越来越被业界重视。
SIP的封装形态
SIP封装技术采取多种裸芯片或模块进行排列组装,若就排列方式进行区分可大体分为平面式2D封装和3D封装的结构。相对于2D封装,采用堆叠的3D封装技术又可以增加使用晶圆或模块的数量,从而在垂直方向上增加了可放置晶圆的层数,进一步增强SIP技术的功能整合能力。而内部接合技术可以是单纯的线键合(Wire Bonding),也可使用覆晶接合(Flip Chip),也可二者混用。
另外,除了2D与3D的封装结构外,还可以采用多功能性基板整合组件的方式——将不同组件内藏于多功能基板中,达到功能整合的目的。不同的芯片排列方式,与不同的内部接合技术搭配,使SIP的封装形态产生多样化的组合,并可依照客户或产品的需求加以客制化或弹性生产。
几种SIP封装方案
SIP的技术难点
SIP的主流封装形式是BGA,但这并不是说具备传统先进封装技术就掌握了SIP技术。
对于电路设计而言,三维芯片封装将有多个裸片堆叠,如此复杂的封装设计将带来很多问题:比如多芯片集成在一个封装内,芯片如何堆叠起来;再比如复杂的走线需要多层基板,用传统的工具很难布通走线;还有走线之间的间距,等长设计,差分对设计等问题。
此外,随着模块复杂度的增加和工作频率(频率或载波频率)的提高,系统设计的难度会不断增加,设计者除具备必要的设计经验外,系统性能的数值仿真也是必不可少的设计环节。
SOC与SIP技术趋势
从集成度而言,一般情况下, SOC 只集成 AP 之类的逻辑系统,而SIP 集成了AP+mobiDR,某种程度上说 SIP=SOC+DDR,随着将来集成度越来越高, emmc也很有可能会集成到 SIP 中。