系统级封装SiP

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1.概念

封装（Package），是把晶圆上切下来的裸片装配为芯片最终产品的过程，简单地说，就是把制造厂生产出来的集成电路裸片放在一块起到承载作用的基板上，把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。作为动词，“封装”强调的是安放、固定、密封、引线的过程和动作；作为名词，“封装”主要关注封装的形式、类别、基底、外壳、引线材料，强调其保护芯片、增强电热性能、方便整机装配的重要作用。

SiP封装是将不同功能的裸芯片，包括CPU、GPU、存储器等集成在一个封装体内，从而实现一整个芯片系统。与MCM相比，SiP一个侧重点在系统，能够完成独立的系统功能。

具体来看，SiP 工艺融合了传统封测中的 molding、singulation 制程和传统系统组装的 SMT 和系 统测试制程。

除此之外，SiP是一种集成概念，而非固定的封装结构，它可以是2D封装结构、2.5D封装结构及3D封装结构。可以根据需要采用不同的芯片排列方式和不同的内部互联技术搭配，从而实现不同的系统功能。一个典型的SiP封装芯片如图所示。

2.优势

(1)SiP 技术集成度更高，但研发周期反而更短。SiP 技术能减少芯片的重复封装，降低布局与排线难度，缩短研发周期。采用芯片堆叠的 3D SiP 封装，能降低 PCB 板的使用量，节省内部空间。例如：iPhone7 Plus 中采用了约 15 处不同类型的 SiP 工艺，为手机内部节省空间。SiP 工艺适用于更新周期短的通讯及消费级产品市场。

(2) SiP 能解决异质（ Si，GaAs）集成问题。手机射频系统的不同零部件往往采用不同材料和工艺，如：硅，硅锗(SiGe)和砷化镓(GaAs)以及其它无源元件。目前的技术还不能将这些不同工艺技术制造的零部件制作在一块硅单晶芯片上。但是采用 SiP 工艺却可以应用表面贴装技术 SMT 集成硅和砷化镓裸芯片，还可以采用嵌入式无源元件，非常经济有效地制成高性能 RF 系统。光电器件、MEMS 等特殊工艺器件的微小化也将大量应用 SiP 工艺。

SiP封装可以有效解决芯片工艺不同和材料不同带来的集成问题，使设计和工艺制程具有较好的灵活性。与此同时，采用SiP封装的芯片集成度高，能减少芯片的重复封装，降低布局与排线的难度，缩短研发周期。从封装本身的角度看，SiP可以有效地缩小芯片系统的体积，提升产品性能，尤其适合消费类电子产品和更多汽车电子、航空航天电子产品的应用，越来越被市场所重视，也成为未来热门的封装技术发展方向之一。

3.应用

SiP技术主要应用于消费类产品领域，随着半导体和制造业的发展，SiP技术也逐渐走入汽车电子和航空航天电子领域。

1）华为、小米 、OPPO、VIVO、三星相继发布 5G 手机，5G 手机的销量超预期，毫米波 5G 手机将增加对 SiP 的需求；苹果 AirPods 新增降噪功能，继 Applewatch 以后，也采用 SiP 技术。“资讯”

2）5G 的频段分为 Sub-6 和毫米波两个部分，Sub-6 部分信号的性能与 LTE 信号较为相似，射频器件的差异主要在于数量的增加，毫米波部分则带来射频结构的革命性变化。SiP 技术将在 5G 手机中应用日益广泛，发挥日益重要的作用。“资讯”

4.SiP厂家

全球 SiP 技术较为领先的厂商包括日本村田、美国及韩国安靠等，国内包括环旭电子、长电科技等。

此外，日月光也与DRAM制造大厂华亚科策略联盟，共同发展SiP范畴的TSV 2.5D IC技术；由华亚科提供日月光硅中介层(Silicon Interposer)的硅晶圆生产制造，结合日月光在高阶封测的制程能力，扩大日月光现有封装产品线。