SiP可以將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件,，諸如MEMS或者光學(xué)器件等其他器件優(yōu)先組裝到一起,，實現(xiàn)一定功能的單個標準封裝件，形成一個系統(tǒng)或者子系統(tǒng),。
這么看來,，SiP和SoC極為相似,，兩者的區(qū)別是什么？
SiP能最大限度地優(yōu)化系統(tǒng)性能,、避免重復(fù)封裝,、縮短開發(fā)周期、降低成本,、提高集成度,。對比SoC，SiP具有靈活度高,、集成度高,、設(shè)計周期短、開發(fā)成本低,、容易進入等特點,。而SoC發(fā)展至今，除了面臨諸如技術(shù)瓶頸高,、CMOS,、DRAM、GaAs,、SiGe等不同制程整合不易,、生產(chǎn)良率低等技術(shù)挑戰(zhàn)尚待克服外，現(xiàn)階段SoC生產(chǎn)成本高,，以及其所需研發(fā)時間過長等因素,，都造成SoC的發(fā)展面臨瓶頸，也造就SiP的發(fā)展方向再次受到廣泛的討論與看好,。
Chiplet可以使用更可靠和更便宜的技術(shù)制造,，也不需要采用同樣的工藝，同時較小的硅片本身也不太容易產(chǎn)生制造缺陷,。不同工藝制造的Chiplet可以通過先進封裝技術(shù)集成在一起,。Chiplet 可以看成是一種硬核形式的 IP，但它是以芯片的形式提供的,。
3D封裝就是將一顆原來需要一次性流片的大芯片,，改為若干顆小面積的芯片，然后通過先進的封裝工藝,，即硅片層面的封裝,，將這些小面積的芯片組裝成一顆大芯片，從而實現(xiàn)大芯片的功能和性能,，其中采用的小面積芯片就是Chiplet,。
?因此，Chiplet可以說是封裝中的單元，先進封裝是由 Chiplet ／Chip 組成的,，3D是先進封裝的工藝手段,，SiP則指代的是完成的封裝整體。通過3D技術(shù),，SiP可以實現(xiàn)更高的系統(tǒng)集成度,，在更小的面積內(nèi)封裝更多的芯片。不過,，是否采用了先進封裝工藝,，并不是SiP的關(guān)注重點，SiP 關(guān)注系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實現(xiàn),。
SiP與先進封裝也有區(qū)別：SiP的關(guān)注點在于系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實現(xiàn),，所以系統(tǒng)是其重點關(guān)注的對象，和SiP系統(tǒng)級封裝對應(yīng)的為單芯片封裝,；
先進封裝的關(guān)注點在于：封裝技術(shù)和工藝的先進性,，所以先進性的是其重點關(guān)注的對象，和先進封裝對應(yīng)的是傳統(tǒng)封裝,。
SiP封裝并無一定形態(tài),，就芯片的排列方式而言，SiP可為多芯片模塊（Multi－chipModule,；MCM）的平面式2D封裝,，也可再利用3D封裝的結(jié)構(gòu)，以有效縮減封裝面積,；而其內(nèi)部接合技術(shù)可以是單純地打線接合（WireBonding）,，亦可使用覆晶接合（FlipChip），但也可二者混用,。除了2D與3D的封裝結(jié)構(gòu)外,，另一種以多功能性基板整合組件的方式，也可納入SiP的涵蓋范圍,。此技術(shù)主要是將不同組件內(nèi)藏于多功能基板中,，亦可視為是SiP的概念，達到功能整合的目的,。不同的芯片排列方式,，與不同的內(nèi)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,，并可依照客戶或產(chǎn)品的需求加以客制化或彈性生產(chǎn)。
SiP的應(yīng)用場景
SiP技術(shù)是一項先進的系統(tǒng)集成和封裝技術(shù),，與其它封裝技術(shù)相比較,，SiP技術(shù)具有一系列獨特的技術(shù)優(yōu)勢，滿足了當今電子產(chǎn)品更輕、更小和更薄的發(fā)展需求,，在微電子領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用市場和發(fā)展前景,。
通信
SiP在無線通信領(lǐng)域的應(yīng)用最早，也是應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域,。在無線通訊領(lǐng)域,，對于功能傳輸效率、噪聲,、體積,、重量以及成本等多方面要求越來越高，迫使無線通訊向低成本,、便攜式,、多功能和高性能等方向發(fā)展。SiP是理想的解決方案,，綜合了現(xiàn)有的芯核資源和半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝的優(yōu)勢,，降低成本，縮短上市時間,，同時克服了SOC中諸如工藝兼容,、信號混合、噪聲干擾,、電磁干擾等難度,。手機中的射頻功放，集成了頻功放,、功率控制及收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)等功能,，完整地在SiP中得到了解決。
汽車
汽車電子是SiP的重要應(yīng)用場景,。汽車電子里的SiP應(yīng)用正在逐漸增加,。以發(fā)動機控制單元（ECU）舉例，ECU由微處理器（CPU）,、存儲器（ROM,、RAM）、輸入／輸出接口（I／O）,、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A／D）以及整形,、驅(qū)動等大規(guī)模集成電路組成。各類型的芯片之間工藝不同,，目前較多采用SiP的方式將芯片整合在一起成為完整的控制系統(tǒng),。另外，汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）,、燃油噴射控制系統(tǒng),、安全氣囊電子系統(tǒng),、方向盤控制系統(tǒng)、輪胎低氣壓報警系統(tǒng)等各個單元,，采用SiP的形式也在不斷增多,。此外，SiP技術(shù)在快速增長的車載辦公系統(tǒng)和娛樂系統(tǒng)中也獲得了成功的應(yīng)用,。
消費電子
目前SiP在電子產(chǎn)品里應(yīng)用越來越多,，尤其是TWS耳機、智能手表,、UWB等對小型化要求高的消費電子領(lǐng)域,，不過占有比例最大的還是智能手機，占到了70％,。因為手機射頻系統(tǒng)的不同零部件往往采用不同材料和工藝,，包括硅，硅鍺和砷化鎵以及其他無源元件,。目前的技術(shù)還不能將這些不同工藝技術(shù)制造的零部件集成在一塊硅芯片上,。但是SiP工藝卻可以應(yīng)用表面貼裝技術(shù)SMT集成硅和砷化鎵芯片，還可以采用嵌入式無源元件,，非常經(jīng)濟有效地制成高性能RF系統(tǒng),。光電器件、MEMS等特殊工藝器件的微小化也將大量應(yīng)用SiP工藝,。
SiP發(fā)展的難點
隨著SiP市場需求的增加,，SiP封裝行業(yè)的痛點也開始凸顯，例如無SiP行業(yè)標準,，缺少內(nèi)部裸片資源,，SiP研發(fā)和量產(chǎn)困難，SiP模塊和封裝設(shè)計有難度,。
由于 SiP 模組中集成了眾多器件,，假設(shè)每道工序良率有一點損失，疊乘后,，整個模組的良率損失則會變得巨大,，這對封裝工藝提出了非常高的要求。并且SiP技術(shù)尚屬初級階段,，雖有大量產(chǎn)品采用了SiP技術(shù),，不過其封裝的技術(shù)含量不高，系統(tǒng)的構(gòu)成與在PCB上的系統(tǒng)集成相似,，無非是采用了未經(jīng)封裝的芯片通過COB技術(shù)與無源器件組合在一起,，系統(tǒng)內(nèi)的多數(shù)無源器件并沒有集成到載體內(nèi)，而是采用SMT分立器件,。
廠商
目前從晶圓廠,、OSAT到EMS,，整個代工產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)積極投入到SiP技術(shù)的研發(fā)和實踐中。
在全球范圍內(nèi),，SiP廠商主要集中在中國的大陸和臺灣地區(qū)，其次是美國和日本地區(qū),。中國大陸地區(qū)的SiP廠商主要有環(huán)旭電子,、長電科技、立訊精密,、聞泰科技,、歌爾股份等；中國臺灣地區(qū)的SiP廠商主要有日月光,、矽品等,；美國和日本地區(qū)的SiP廠商主要有安靠、村田等,。
在蘋果供應(yīng)鏈中,， Airpods、Apple Watch 和 iPhone 等電子產(chǎn)品對芯片的小型化有著更高的追求,，帶動更多蘋果零部件供應(yīng)商加快布局SiP,。
比如：全球系統(tǒng)級封裝SiP、可穿戴式電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域的領(lǐng)先者—環(huán)旭電子,，隨著蘋果Apple Watch,、智能手機中SiP的顆數(shù)的不斷增加，不斷加大研發(fā),，現(xiàn)在其SiP模組產(chǎn)品主要涉及WiFi模組,、UWB模組、AiP模組,、指紋辨識模組,、智能穿戴用手表和耳機模組等。SiP模組對公司2021年營收貢獻更是達到了六成,。隨著汽車電子器件涉及大量的MEMS和傳感器,、電源、通信芯片,、照明組件和處理器,，汽車電子器件數(shù)量的增長，將推動封裝市場的發(fā)展,，是環(huán)旭電子接下來重點布局的領(lǐng)域,。
正在為蘋果提供SiP服務(wù)的還有系統(tǒng)組裝商歌爾股份和立訊精密等廠商。歌爾和立訊精密作為智能終端的核心供貨商,，也是看到了SiP技術(shù)在這其中所起的作用,，于是大力發(fā)展SiP,。歌爾和立訊精密兩家發(fā)力SiP芯片封裝技術(shù)，主要是為爭奪蘋果AirPods的代工訂單,。發(fā)展SiP業(yè)務(wù),，不僅可以使歌爾微拿下更多的AirPods訂單，還可以使得其提供從設(shè)計到封測再到成品的一站式服務(wù),。而立訊精密作為蘋果首家中國內(nèi)地代工廠商,，正在為蘋果的AirPods耳機構(gòu)建芯片系統(tǒng)級封裝 （SiP），收獲到高度的認可,。
大陸地區(qū)的封裝龍頭長電科技也在緊緊追趕,。通過收購星科金朋，長電獲得了SiP技術(shù),，并可以與日月光相抗衡,。長電科技重點發(fā)展幾種類型的先進封裝技術(shù)：首先就是SiP，隨著5G的部署加快,，這類封裝技術(shù)的應(yīng)用范圍將越來越廣泛,。其次是應(yīng)用于Chiplet SiP的 2．5D／3D封裝，以及晶圓級封裝,，并且利用晶圓級技術(shù)在射頻特性上的優(yōu)勢推進扇出型（Fan－Out）封裝,。
很多半導(dǎo)體廠商都有自己的 SiP 技術(shù)，命名方式各有不同,。比如,，英特爾叫 EMIB、臺積電叫 SoIC,。這些都是 SiP 技術(shù),，差別就在于制程工藝。
在智能手機領(lǐng)域,，除射頻模塊外,，通用單元電路小型化需求正推升SiP技術(shù)的采用率；可穿戴領(lǐng)域,，聞泰已經(jīng)在TWS耳機和智能手表上應(yīng)用SiP技術(shù),。此外，該公司在電源,、車載通訊方面也開始進行了SiP探索和開發(fā)實踐,，
除了消費電子的市場紛爭之外，汽車Tier 1廠商德賽西威也在今年開始部署車規(guī)SiP業(yè)務(wù),。
結(jié)語
隨著電子硬件不斷演進,，過去產(chǎn)品的成本隨著電子硬件不斷演進，性能優(yōu)勢面臨發(fā)展瓶頸,，而先進的半導(dǎo)體封裝技術(shù)不僅可以增加功能,、提升產(chǎn)品價值,，還有效降低成本。SiP兼具低成本,、低功耗,、高性能、小型化和多元化的優(yōu)勢,。
2021年,，全球SiP市場規(guī)模約為150億美元；預(yù)計2021－2026年,，全球SiP市場年均復(fù)合增長率將在5．8％左右，到2026年市場規(guī)模將達到199億美元左右,。受益于人工智能,、物聯(lián)網(wǎng)、5G等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,，預(yù)計未來5年,，可穿戴智能設(shè)備、IoT物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將會是推動全球SiP市場增長的重要動力,。
目前全世界封裝的產(chǎn)值只占集成電路總值的10％,，當SiP技術(shù)被封裝企業(yè)掌握后，產(chǎn)業(yè)格局就要開始調(diào)整,，封裝業(yè)的產(chǎn)值將會出現(xiàn)一個跳躍式的提高,。SiP在應(yīng)用終端產(chǎn)品領(lǐng)域（智能手表、TWS,、手機,、穿戴式產(chǎn)品、5G模組,、AI模組,、智能汽車）的爆發(fā)點也將愈來愈近。
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