随着物联网时代来临,全球终端电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计,因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SIP技术日益受到关注。除了既有的封测大厂积极扩大SIP制造产能外,晶圆代工业者与IC基板厂也竞相投入此一技术,以满足市场需求。
早前,苹果发布了最新的apple watch手表,里面用到SIP封装芯片,从尺寸和性能上为新手表增色不少。而芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升(摩尔定律),转向更加务实的满足市场的需求(超越摩尔定律)。
根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义:SIP为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。
SIP定义
从架构上来讲, SIP 是将多种功能芯片,包括处理器、等功能芯片集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。
SOC定义
将原本不同功能的 IC,整合在一颗芯片中。藉由这个方法,不单可以缩小体积,还可以缩小不同 IC 间的距离,提升芯片的计算速度。SOC称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。
SOC与SIP之比较
自集成电路器件的封装从单个组件的开发,进入到多个组件的集成后,随着产品效能的提升以及对轻薄和低耗需求的带动下,迈向封装整合的新阶段。在此发展方向的引导下,形成了电子产业上相关的两大新主流:系统单芯片SOC(System on Chip)与系统化封装SIP(System in a Package)。
SOC与SIP是极为相似,两者均将一个包含逻辑组件、内存组件,甚至包含被动组件的系统,整合在一个单位中。
SOC是从设计的角度出发,是将系统所需的组件高度集成到一块芯片上。
SIP是从封装的立场出发,对不同芯片进行并排或叠加的封装方式,将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件。
构成SIP技术的要素是封装载体与组装工艺,前者包括PCB、LTCC、Silicon Submount(其本身也可以是一块IC),后者包括传统封装工艺(Wire bond和Flip Chip)和SMT设备。无源器件是SIP的一个重要组成部分,如传统的等,其中一些可以与载体集成为一体,另一些如精度高、Q值高、数值高的电感、电容等通过SMT组装在载体上。
SIP封装
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+mobile DDR,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。