Faits:
A.
Propriétaire de la parcelle n° 9574 (AE) de son cadastre, la commune de Sion l'a divisée le 8 novembre 2010 en deux immeubles: le n° 16'711, qu'elle a gardé, et le n° 9574 (NE), qu'elle a vendu à F._ SA. F._ SA était, jusqu'au 10 juin 2010, copropriétaire des parcelles nos 9576, 9577, 9580, 14681 à 14685, à l'est et au sud du n° 9574 (NE). Ce jour-là, elle a acheté l'intégralité de ces biens-fonds (ci-après: n° 9574 ss), sis au lieu-dit Champs Neufs entre le chemin de Châteauneuf et la rue Oscar Bider et qui forment, avec le n° 9574 un mas de 10'020 m2 en zone mixte (zone M2) au sens de l'art. 95 du règlement de construction et de zones (RCCZ) approuvé par le Conseil d'Etat du canton du Valais (ci-après: le Conseil d'Etat) le 28 juin 1989. Les parcelles nos 9574 (NE) et 16711 bordent la rue des Bouleaux.
Le Conseil d'Etat a approuvé, le 28 juin 1989, la carte "plan des zones / affectations" qui indique la zone M2 en violet strié d'obliques noires, en laissant en blanc une étroite bande de terrain traversant la partie nord des nos 16711, 9574 (NE), 9576 et 9580. La légende de la carte précise que ce blanc désigne une limite de zone coïncidant avec l'axe d'une route.
Une zone d'habitat collectif B jouxte la bande blanche. Sa réglementation est, en tant qu'elle importe ici, celle de la zone M2. Dans ces deux zones, le Conseil communal peut adopter des plans de structuration et/ou de quartier d'une surface maximale de 10'000 m2, avec un indice maximal de 0.9 en zone M2 et de 1.0 en zone d'habitat collectif B (art. 60 let. d et art. 95 RCCZ).
B.
Le 1er décembre 2006, le Conseil communal a publié dans le Bulletin officiel un projet de plan de structuration, d'un périmètre de 10'079 m2 regroupant les parcelles nos 9574 ss, y compris la bande blanche. Le projet n'a pas suscité d'opposition et a été approuvé le 21 décembre 2006 par le Conseil communal (ci-après: le plan de structuration 2006).
Une demande d'autorisation de construire du 31 janvier 2011 de F._ SA a été publiée au Bulletin officiel du 11 février 2011. L'avis signalait un projet de construction, sur les nos 9574 ss, de six bâtiments d'habitation (104 logements avec stationnement couvert) et une demande de dérogation aux règles sur la distance à la limite.
Des propriétaires voisins se sont opposés à l'octroi de l'autorisation de bâtir délivrée le 20 octobre 2011 par le Conseil communal.
Le 20 juin 2012, le Conseil d'Etat a admis le recours des voisins et annulé le permis de construire litigieux, au motif que la bande blanche traversant les portions nord des nos 9574, 9576 et 9580 n'était pas affectée à la construction de bâtiments privés. Le périmètre du plan de structuration de 2006 englobait donc illégalement des surfaces inconstructibles.
F._ SA a porté sa cause devant la Cour de droit public du Tribunal cantonal valaisan (ci-après: le Tribunal cantonal) qui, par arrêt du 19 avril 2013, a admis son recours et annulé le prononcé du Conseil d'Etat du 20 juin 2012. Les juges cantonaux ont considéré en substance qu'il n'y avait pas lieu de revenir sur la légalité du plan de structuration 2006 et que le projet litigieux respectait la législation en matière d'aménagement du territoire.
C.
Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._, B._ et C._ ainsi que D._ et E._ demandent au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal cantonal du 19 avril 2013 ainsi que le permis de construire délivré à F._ SA. Subsidiairement, ils concluent à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi de l'affaire au Tribunal cantonal pour nouvelle décision. Ils se plaignent pour l'essentiel d'une violation de leur droit d'être entendus et du principe de la bonne foi ainsi que d'une mauvaise application de la législation en matière d'aménagement du territoire.
Le Tribunal cantonal renonce à se déterminer. Le Conseil d'Etat conclut à l'admission du recours. La Ville de Sion conclut au rejet du recours et à la confirmation de l'arrêt attaqué. L'intimée F._ SA conclut au rejet du recours. Les parties ont déposé des écritures complémentaires et confirmé leurs conclusions.
Par ordonnance du 17 juin 2013, le Président de la Ire Cour de droit public a admis la requête d'effet suspensif des recourants.
Considérant en droit:
1.
Dirigé contre une décision rendue dans le domaine du droit public de l'aménagement du territoire et des constructions, le recours est en principe recevable comme recours en matière de droit public conformément aux art. 82 ss LTF. Aucune des exceptions prévues à l'art. 83 LTF n'est réalisée.
Selon la jurisprudence, le voisin a qualité pour agir lorsque son terrain jouxte celui du constructeur ou se trouve à proximité immédiate de celui-ci (ATF 133 II 249 consid. 1.3 p. 252 ss; 121 II 171 consid. 2b p. 174). Tel est le cas des recourants qui sont propriétaires de bien-fonds contigus aux parcelles où seront érigées les constructions litigieuses.
Les autres conditions de recevabilité sont remplies si bien qu'il y a lieu d'entrer en matière sur le recours.
2.
A titre de moyens de preuve, les recourants requièrent l'édition du dossier complet de la cause par le Tribunal cantonal et le Conseil d'Etat. Ces pièces ont été versées par les autorités concernées, dans le délai qui leur a été imparti pour se déterminer (cf. art. 102 al. 1 et 2 LTF), si bien que la requête des recourants est satisfaite sur ce point. Il n'y a par ailleurs pas lieu de donner suite à leur demande d'inspection des lieux, le Tribunal fédéral s'estimant suffisamment renseigné pour statuer en l'état du dossier.
3.
Le Tribunal fédéral conduit son raisonnement juridique sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF). Il ne peut s'en écarter que si les constatations de ladite autorité ont été établies de façon manifestement inexacte - notion qui correspond à celle d'arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. (ATF 137 I 58 consid. 4.1.2 p. 62; 136 II 304 consid. 2.4 p. 314) - ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF (art. 105 al. 2 LTF), et pour autant que la correction du vice soit susceptible d'influer sur le sort de la cause (art. 97 al. 1 LTF). S'il entend s'écarter des constatations de fait de l'autorité précédente, le recourant doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions d'une exception prévue par l'art. 105 al. 2 LTF sont réalisées.
En début de mémoire, les recourants présentent leur propre version des faits en relation avec l'adoption du plan de structuration 2006 et l'autorisation de construire litigieuse. Une telle argumentation, dans la mesure où elle s'écarte des faits constatés dans l'arrêt attaqué ou les complète, sans qu'il soit indiqué que ceux-ci seraient manifestement inexacts ou arbitraires, est irrecevable, le Tribunal fédéral n'étant pas une instance d'appel (ATF 136 II 101 consid. 3 p. 104 s.; 135 II 313 consid. 5.2.2 p. 322).
4.
Les deux premiers griefs concernent le plan de structuration 2006. Les recourants font valoir que la mise à l'enquête publique dudit plan a été effectuée en violation du droit d'être entendu et du principe de la bonne foi. Ce plan serait au demeurant invalide et le Tribunal cantonal aurait dû constater sa nullité.
Ce faisant, les recourants tentent de remettre en question un plan d'affectation qu'ils n'ont pas contesté en temps utile. Or, selon la jurisprudence, le contrôle incident ou préjudiciel d'un plan d'affectation dans la procédure relative à un acte d'application est en principe exclu. Un tel contrôle est néanmoins admis, à titre exceptionnel, lorsque les circonstances ou les dispositions légales se sont modifiées, depuis l'adoption du plan, dans une mesure telle que l'intérêt public au maintien des restrictions imposées aux propriétaires concernés pourrait avoir disparu; cette précision jurisprudentielle correspond à l'obligation de réexamen des plans prévues notamment à l'art. 21 al. 2 LAT (ATF 121 II 317 consid. 12c p. 346).
En l'espèce, les recourants n'invoquent aucun motif admis par la jurisprudence pour contester la légalité du plan de structuration; celui-ci, approuvé en 2006, est par ailleurs relativement récent et bénéficie ainsi de la présomption de stabilité (cf. arrêt 1C_154/2007 du 29 août 2007 consid. 7.2). Les intéressés n'allèguent pas non plus que l'intérêt public s'opposerait à son maintien en vigueur. Dans ces conditions, il n'y a pas lieu de revenir sur la validité (formelle et matérielle) du plan de structuration 2006, contre lequel les recourants n'ont pas formé opposition en temps utile. A cet égard, l'ATF 135 II 78 auquel ils se réfèrent pour dénoncer le délai d'opposition de dix jours ne leur est d'aucun secours: cet arrêt, rendu le 21 janvier 2009, ne concerne que les domaines relevant de l'accomplissement d'une tâche fédérale (installation d'une via ferrata hors de la zone à bâtir, consid. 2.1) et non les autorisations de construire en zone à bâtir, régies exclusivement par le droit cantonal. Par conséquent, les griefs relatifs au plan de structuration 2006 doivent être écartés.
5.
Les recourants soutiennent que la mise à l'enquête publique de l'autorisation de construire litigieuse viole le droit d'être entendu et le principe de la bonne foi. Ils allèguent que le texte publié fait uniquement allusion à la zone mixte 2, sans parler de la zone d'habitat collectif B ni de la bande rectiligne blanche figurant sur le PAZ; il induirait ainsi en erreur les particuliers sur les réelles conséquences du projet. De plus, la mise à l'enquête ne mentionnerait pas la parcelle n° 16711, alors qu'elle est directement concernée par le projet de construction.
Les indications contenues dans le texte mis à l'enquête publique, même si elles sont succinctes, voire incomplètes aux dires des recourants, ne les ont pas empêchés de s'opposer à l'autorisation de construire litigieuse puis de porter leur cause devant le Conseil d'Etat. L'on ne décèle dès lors aucune violation du droit d'être entendu à cet égard, ni de violation du principe de la bonne foi.
6.
Les recourants discutent ensuite le statut juridique de la bande blanche située entre la zone mixte II (M2) et la zone d'habitat collectif B. Le Tribunal cantonal a retenu que cette portion de terrain était intégrée à la zone à bâtir et ne constituait pas une zone sans affectation. Pour les recourants, cette solution est arbitraire et contraire au principe de la bonne foi ainsi qu'à l'art. 21 al. 1 de la loi fédérale du 22 juin 1979 sur l'aménagement du territoire (LAT; RS 700).
6.1. Selon l'art. 15 LAT, les zones à bâtir comprennent les terrains propres à la construction, qui sont soit déjà largement bâtis (let. a), ou qui seront nécessaires à la construction dans les quinze ans à venir et équipés dans ce laps de temps (let. b). Les terrains déjà largement bâtis doivent dès lors être classés en zone à bâtir. Si des raisons pertinentes justifient un autre zonage, leur non-classement peut conduire à l'obligation de verser une indemnité pour expropriation matérielle (cf. art. 5 al. 2 LAT; ATF 122 II 326 consid. 6c/bb p. 335). Les espaces libres dans les agglomérations ou dans le milieu déjà largement bâti font partie de la zone à bâtir même s'ils sont inconstructibles. Les rues et les places faisant partie du domaine public dans les zones à bâtir sont souvent laissées en blanc sur les plans d'affectation. On ne peut cependant pas déduire de cette représentation graphique que les espaces correspondant se trouvent en dehors de la zone à bâtir. Il faut partir de l'idée que le plan des zones tend à englober toute la surface de chacune des zones, sans lacune, l'équipement en accès de la zone à bâtir faisant d'ailleurs partie de la zone à bâtir. L'art. 24 LAT ne s'applique donc pas aux espaces libres des rues et des places laissées en blanc sur le plan des zones ( ERIC BRANDT / PIERRE MOOR, Commentaire LAT, n. 24 ss ad art. 18; ATF 114 Ib 344 consid. 3b p. 349 s.).
6.2. En l'occurrence, il ressort de l'arrêt attaqué que le Conseil communal avait envisagé, en 1978, une desserte du quartier par une correction du chemin de Châteauneuf selon un tracé esquissé dans la bande blanche parcourant le nord des parcelles nos 9574, 9576, 9577 et reporté sur la carte "plan de zones / affectations". Cette intention ne s'est toutefois matérialisée dans aucun plan de travaux routiers publics subséquent. Le Conseil communal a expliqué, en cours de procédure, que la surface en blanc au nord de ces trois parcelles tenait compte d'un plan d'alignement antérieur, modifié dans l'intervalle le 28 janvier 2004, parce que la correction du chemin de Châteauneuf avait été annulée. Comme l'a relevé pertinemment le Tribunal cantonal, quand elles avaient fait imprimer la carte "plan des zones / affectations", les autorités communales voulaient très probablement renseigner sur le tracé que pouvait avoir, dans un avenir indéterminé, une correction du chemin de Châteauneuf, sans assortir cette indication d'une restriction de propriété du genre de celles dérivant de l'approbation d'un plan de correction de route. Par ailleurs, le report de ce tracé dans une carte de 1989 ne peut pas être assimilé à un programme d'équipement, notion introduite à l'art. 19 al. 1 LAT par une novelle du 6 octobre 1995, en vigueur depuis le 1er avril 1996; quoi qu'il en soit, ces programmes d'équipements ne peuvent accroître ou diminuer les droits des propriétaires (cf. art. 14 al. 2 de la loi cantonale du 23 janvier 1987 concernant l'application de la LAT). Des voisins ne pourraient dès lors arguer de ce programme pour s'opposer à une requête de permis de bâtir en prétextant qu'il rendrait une parcelle inconstructible.
Il résulte de ce qui précède que le Tribunal cantonal n'a pas violé le droit fédéral en considérant que la bande blanche en cause était intégrée à la zone à bâtir. Le recours doit donc être rejeté sur ce point.
7.
Les recourants estiment que l'équipement des parcelles n'a pas été traité de manière satisfaisante par le Tribunal cantonal. Le plan de structuration 2006 ne permettrait pas de vérifier si les infrastructures pour l'évacuation des eaux seront suffisantes pour absorber l'augmentation de la consommation générée par les nouvelles constructions. D'autre part, le chemin de Châteauneuf ne serait plus adapté puisqu'il ne pourra pas supporter l'augmentation du trafic, problématique qui n'a pas été traitée dans l'arrêt attaqué.
7.1. Le Tribunal cantonal a indiqué que si la configuration des routes privées servant d'accès aux bâtiments à construire selon un plan d'affectation détaillé et le raccordement de ces accès privés au réseau des voies publiques étaient définis dans ce plan, un recours contre un permis de construire ces bâtiments ne pouvait être accueilli sous prétexte que l'équipement routier du périmètre du plan était insuffisant. Cette appréciation échappe à la critique. Le plan de structuration 2006 visait notamment à "terminer le maillage des circulations véhiculaires dans la zone et les hiérarchiser", si bien que la question des accès n'avait pas à être à nouveau traitée au stade de l'autorisation de construire.
7.2. Quant à l'évacuation des eaux, le Tribunal cantonal a rejeté le grief des recourants au motif que ceux-ci ne l'avaient pas motivé et qu'ils n'avaient en particulier pas remis en cause l'autorisation spéciale du service cantonal de l'environnement. L'autorisation en question est grevée d'une série de charges et de conditions: surveillance du chantier par un hydrogéologue, précautions quant aux raccordements aux collecteurs publics aboutissant à la STEP, contrôle des raccordements des eaux résiduaires à la canalisation publique ainsi que traitement et évacuation des eaux pluviales et des eaux non polluées à écoulement permanent. Les recourants se contentent d'affirmer que l'exhaussement du sol naturel pour réaliser de nouveaux parkings entraînera d'inéluctables problèmes d'équipement et que de l'eau pluviale stagne toujours devant la propriété de certains voisins, l'infrastructure adéquate étant incomplète. Ces simples allégations ne permettent pas de remettre en question l'avis du service cantonal spécialisé et ne démontrent pas que le projet litigieux serait déficient en matière d'évacuation des eaux.
7.3. Le grief tiré d'une violation de l'art. 19 al. 1 LAT est dès lors mal fondé et doit être rejeté.
8.
Les recourants se plaignent enfin de plusieurs violations du droit cantonal et communal, en relation avec les dérogations aux distances ainsi qu'avec le plan d'alignement et la hauteur des bâtiments.
8.1. Le Tribunal fédéral ne revoit l'interprétation et l'application du droit cantonal que sous l'angle de l'arbitraire. Il ne s'écarte de la solution retenue que si celle-ci se révèle insoutenable, en contradiction manifeste avec la situation effective, ou si elle a été adoptée sans motifs objectifs et en violation d'un droit certain, ce qu'il appartient au recourant de démontrer par une argumentation qui réponde aux exigences des art. 42 al. 2 et 106 al. 2 LTF (cf. ATF 134 II 349 consid. 3 p. 351 s.; 133 II 249 consid de 1.4.2 p. 254 et les références). Le recourant doit ainsi indiquer précisément quelle disposition constitutionnelle ou légale a été violée et démontrer par une argumentation précise en quoi consiste la violation. En outre, si l'interprétation défendue par la cour cantonale ne s'avère pas déraisonnable ou manifestement contraire au sens et au but de la disposition ou de la législation en cause, elle sera confirmée, même si une autre solution paraît également concevable, voire préférable (ATF 132 I 13 consid. 5.1 p. 17).
8.2. S'agissant d'une éventuelle dérogation aux distances, les recourants affirment que celle-ci lèse indubitablement les intérêts des voisins au nord du projet. Cette dérogation ne répondrait pas aux conditions de l'art. 98 RCCZ, qui prévoit que le conseil municipal peut exceptionnellement déroger au règlement si l'application stricte des prescriptions légales ne s'adapte pas aux conditions d'un terrain ou d'un programme particulier, et à condition que ni l'intérêt général ni l'intérêt important des voisins ne soit lésé. Or les dérogations accordées en l'espèce toucheraient directement l'intérêt des recourants qui voient leur droits restreints (droit de vue, droit d'ensoleillement, perte de la valeur immobilière, nuisances, sécurité, etc.).
Les recourants n'indiquent pas précisément quelles sont les dérogations qu'ils contestent (emplacement, ampleur, etc.), ni en quoi les juges cantonaux auraient appliqué arbitrairement le droit communal ou cantonal sur ce point. Ne répondant manifestement pas aux exigences des art. 42 al. 2 et 106 al. 2 LTF, leur argumentation est irrecevable.
8.3. De même, les intéressés soutiennent que le plan d'alignement des constructions nord-sud ne serait pas respecté; les bâtiments projetés ne seraient pas alignés avec les constructions existantes. Là encore, les recourants ne font aucune démonstration d'une application arbitraire du droit cantonal par les juges cantonaux. Il n'appartient pas au Tribunal fédéral d'examiner d'office ce qu'il en est.
8.4. Les recourants discutent la hauteur des bâtiments. Ils font valoir que quatre bâtiments culminent à 14 m 70 (bâtiments au centre du périmètre) et à 15 m 78 (bâtiments au nord du mas), si on ajoute la superstructure surmontant chacun. Or les art. 78 let. a et 95 RCCZ fixent une hauteur maximale à 14 m.
L'arrêt attaqué expose que pour le calcul de la hauteur des façades, le droit cantonal fait abstraction des structures, quelle que soit leur taille; quand il définit le mode de calcul de la hauteur des bâtiments au sens de l'art. 11 de la loi valaisanne du 8 février 1996 sur les constructions (LC), le droit communal ne peut l'emporter sur le droit cantonal s'il prévoit d'intégrer de tels éléments au calcul de cette hauteur. Les juges cantonaux relèvent que les hauteurs des façades de tous les bâtiments autorisés ne vont pas au-delà de 14 m; les superstructures des quatre bâtiments culminant à 14 m 70 et 15 m 78 ont par ailleurs été légalement autorisées, nonobstant l'art. 80 RCCZ libellé "les superstructures ne sont pas prises en considération dans le calcul de la hauteur, pour autant qu'elles soient groupées et réduites au strict nécessaire". Les recourants contestent cette appréciation sans démontrer en quoi elle serait insoutenable. Quoi qu'il en soit, la solution retenue dans l'arrêt attaqué n'est pas arbitraire puisque le calcul de la hauteur des bâtiments est de toute façon conforme à la législation cantonale.
9.
Il résulte de ce qui précède que le recours doit être rejeté, dans la mesure où il est recevable, aux frais des recourants qui succombent (art. 66 al. 1 et 5 LTF). En vertu de l'art. 68 al. 2 LTF, ceux-ci verseront à l'intimée une indemnité à titre de dépens.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1.
Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
Les frais judiciaires, fixés à 3'000 fr., sont mis à la charge des recourants, solidairement entre eux.
3.
Une indemnité de 3'000 fr. est allouée à l'intimée à titre de dépens, à la charge des recourants, solidairement entre eux.
4.
Le présent arrêt est communiqué aux parties, à la Commune de Sion, au Conseil d'Etat du canton du Valais, Chancellerie d'Etat, et au Tribunal cantonal du canton du Valais, Cour de droit public.
Lausanne, le 13 février 2014
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
La Greffière: Mabillard