前段時間，蘋果iPhone 8/8 Plus/X智能手機的發布吸引了整個業界的目光，最新蘋果手機在采用大量新功能的同時，繼續保持了機身的超薄設計，實際上，在蘋果超薄機身設計的背后，是新工藝技術的普及，不出意外，蘋果iPhone 8/8 Plus/X手機將繼續采用一個新封裝技術，它就是系統封裝（SiP）技術 ，這個技術在蘋果iPhone7和Apple watch上都獲得了應用。

一、為什么需要SIP封裝？

SIP封裝是一種新封裝技術，SiP 將多種功能芯片，包括處理器、存儲器等功能芯片集成在一個封裝內，從而實現一個基本完整子系統。與 SOC （芯片級系統）不同的是系統級封裝是采用不同芯片進行并排或疊加的封裝方式，而 SOC 則是高度集成的單芯片產品。SiP可以集成不同的主動、被動器件，如基于CMOS、GaAs、GaN、MEMS工藝的多種被動元件等，隨著智能手機、智能設備小型化需求，大大推動了SiP封裝技術的發展。

SIP結構

SIP封裝技術采取多種裸芯片或模塊進行排列組裝，若就排列方式進行區分可大體分為平面2D封裝和3D封裝的結構。相對于2D封裝，采用堆疊的3D封裝技術又可以增加使用晶圓或模塊的數量，從而在垂直方向上增加了可放置晶圓的層數，進一步增強SIP技術的功能整合能力。而內部接合技術可以是單純的線鍵合（Wire Bonding），也可使用倒裝芯片（Flip Chip），也可二者混用。

幾種SIP封裝形式

另外，除了2D與3D的封裝結構外，還可以采用多功能性基板整合組件的方式——將不同組件內藏于多功能基板中，達到功能整合的目的。不同的芯片排列方式，與不同的內部接合技術搭配，使SIP的封裝形態產生多樣化組合，并可進行定制化操作。

從蘋果iPhone7的拆解來看，iPhone7采用了SiP、WLCSP等先進封裝，如安華高的PA采用了SiP封裝，Skyworks的PA也是SiP封裝。在產品小型化推動下，SiP封裝技術滲透率加速，業內專家預計從2015年到2020年，全球先進封裝市場年符合增長率預計為7%，2020年中國先進封裝市場規模可達40億美元。

這五點因素推動了SiP封裝技術的發展：

1、封裝元件的高度、尺寸微型化

2、射頻、模擬、存儲等多種不同元件的集成

3、不同工藝晶圓芯片可以支持不同封裝融合；

4、系統提高信號完整性降低功耗；

5、系統需要靈活性和可重構性；

還有就是廠商要通過減少系統BOM和復雜性，簡化產品板級設計、減少PCB層數，降低研發成本，盡快推向市場。

SiP封裝技術也是超越摩爾定律的有效舉措，眾所周知摩爾定律發展到現階段已經遇到了瓶頸，業內分為兩條路徑：一是繼續按照摩爾定律往下發展，走這條路徑的產品有 CPU 、內存、邏輯器件等，這些產品占整個市場的 50% 。另外就是超越摩爾定律的 More than Moore 路線，芯片發展從一味追求功耗下降及性能提升方面，轉向更加務實的滿足市場的需求。這方面的產品包括了模擬 /RF 器件，無源器件、電源管理器件等，大約占到了剩下的那 50% 市場最后一點就是廠商要通過減少系統BOM和復雜性，簡化產品板級設計、減少PCB層數，降低研發成本，盡快推向市場。針對這兩條路徑，分別誕生了兩種產品： SoC 與 SiP。 SoC是摩爾定律繼續往下走下的產物，而 SiP 則通過系統級封裝實現超越摩爾定律。 兩者都是實現在芯片層面上實現小型化和微型化系統的產物。

他表示SiP封裝可以應用到智能手機、可穿戴、醫療保健等領域，例如在手機領域，可以進行SiP封裝的功能模塊包括射頻、WiFi藍牙、PA等等。

二、SiP封裝的九大優勢

目前全球大的封裝廠都在積極引進SiP封裝，數據顯示2015年Amkor Technology來自先進系統級封裝(SiP)的收益為7.25億美元，年成長率16%！

SiP封裝有以下九大優點：

（1）封裝效率大大提高，SIP封裝技術在同一封裝體內加多個芯片，大大減少了封裝體積。兩芯片加使面積比增加到170%，三芯片裝可使面積比增至250%。

（2）由於SIP封裝不同於SOC無需版圖級布局布線，從而減少了設計、驗證和調試的復雜性和縮短了系統實現的時間。即使需要局部改動設計，也比SOC要簡單容易得多。大幅度的縮短產品上市場的時間。

（3）SIP封裝實現了以不同的工藝、材料制作的芯片封裝可形成一個系統，實現嵌入集成無源元件的夢幻組合。

（4）降低系統成本。比如一個專用的集成電路系統，采用SIP封裝技術可比SOC節省更多的系統設計和生產費用。

（5）SIP封裝技術可以使多個封裝合二為一，可使總的焊點大為減少，也可以顯著減小封裝體積、重量，縮短元件的連接路線，從而使電性能得以提高。

（6）SIP封裝采用一個封裝體實現了一個系統目標產品的全部互連以及功能和性能參數，可同時利用引線鍵合與倒裝焊互連以及其他IC芯片直接內連技術。

（7）SIP封裝可提供低功耗和低噪音的系統級連接，在較高的頻率下工作可獲得幾乎與SOC相等的匯流排寬度。

（8）SIP封裝具有良好的抗機械和化學腐蝕的能力以及高的可靠性。

（9）與傳統的芯片封裝不同，SIP封裝不僅可以處理數字系統，還可以應用於光通信、傳感器以及微機電MEMS等領域。

不過，SIP封裝在實現方面也有很多挑戰，需要系統廠商、芯片廠商和封測企業密切合作，為了幫助SIP封裝上下游企業更好溝通，中國第一個系統級封裝（SiP）大會 ——SiP中國大會將于2017年10月19 - 20日在深圳蛇口希爾頓南海酒店隆重召開。