被苹果带火的SiP技术,如何逆势改变定律命运 - SMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

被苹果带火的SiP技术,如何逆势改变定律命运

摘要:早在上世纪美国就开始率先进行系统级封装技术研究,但当时SiP并没有得到大范围应用。而在几十年后的今天,SiP被苹果带“火”,设计、制造、材料、封装、测试、系统厂商纷纷展开对SiP的追捧。这是为什么呢?kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

自从苹果公开宣布在iWatch智能手表中采用SiP(系统级封装)技术后,便一直是SiP技术最好的践行者,iPhone X中SiP占比已高达38%。当然,苹果的“带货”能力也绝对是名不虚传的,如今SiP已成为众厂商追捧的“新星”。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

在本月举办的“第二届中国系统级封装大会”上,不乏设计、制造、材料、封装、测试、系统厂商参会,例如安靠、日月光、贺利氏、汉高电子、NI、芯禾科技、华为等,这标志着SiP生态越来越完善。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

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其实,从诞生时间来看,SiP并非新星。早在上世纪美国就开始率先进行系统级封装技术研究。SiP的前身是多芯片模块MCM,MCM最初被开发用于数据存储,例如在1960~1970年的气泡存储器,以及特定的军事/航空航天电子设备。由于当时摩尔定律向前推进很顺畅,可轻松且便宜地将所有组件放在单一芯片上实现,因此SiP封装方案并没有得到大范围采用。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

如今,根据摩尔定律去提高芯片集成度正变得越来越困难,认为“摩尔定律已死”的人越来越多。SiP已成为业界公认的“超越摩尔定律”路径的摩尔定律拯救者。SiP因摩尔定律被遗忘,又因摩尔定律被追捧。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

SiP可以理解成微型的PCB。SiP从封装的角度出发,通过并排、堆叠等形式将不同芯片组合在一起,并封装在一个系统内。用一个公式对SiP进行描述即kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

SiP=SoC+DDR/eMMC +……kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

众所周知,PCB是不遵循摩尔定律的,面对PCB布线密度难以提高、器件组装难度日益加大等亟需解决的问题,与PCB有着相似设计思路SiP便成为高端PCB的“替代品”。目前,很多系统应用已经开始应用SiP技术部分或者全部取代原有的PCB。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

英特尔中国研究院宋继强院长曾表示,摩尔定律的经济效益将继续存在。“CMOS缩放+3D工艺技术+新功能”就等于摩尔定律的未来。对于这种“混搭”的模式,英特尔通过“嵌入式多芯片互连桥接”(EMIB)封装技术来实现,该技术可以促进多个裸片(Die)封装之间的高速通信。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

在第二届中国系统级封装大会上,华为硬件协同设计实验室首席架构师吴伯平表达了宋继强院长的共同观点。吴伯平表示,尽管封装也在追赶摩尔定律的速度,但因为封装有多样性,封装与摩尔的趋势并非完全一致的。现在的一个趋势就是把很多芯片(Die)封装在一个大芯片内,这种“组合”的方式是未来的大趋势。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

台积电也通过先进封装上布局来以持续替摩尔定律延寿,例如SoIC先进封装技术。SoIC(System-on-Integrated-Chips)即系统整合单芯片,该技术预计在2021年进行量产。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

根据台积电在之前技术论坛上的说明,所谓SoIC是一种创新的多芯片堆栈技术,能对10nm以下的制程进行晶圆级的接合技术。该技术没有突起的键合结构,因此有更佳的运行性能。可以理解成晶圆对晶圆(Wafer-on-Wafer)的接合(Bonding)技术。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

从概念来看,英特尔EMIB、台积电SoIC似乎是SiP,但名字却不同。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

记者在第二届中国系统级封装大会上采访了多位业内人士,他们一致表示,英特尔EMIB、台积电SoIC都是SiP技术,未来会有更多的SiP技术新“名词”出现,不同厂商会针对自身技术提出自己的SiP技术命名。对于不同厂商的SiP技术,其差别在于制程工艺。台湾内业人士向集微网记者表示,台积电把封装制程用半导体设备在做,其SiP技术的优势在于晶圆级封装,技术成熟、良率高,这是其他厂商难以做到的。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

至今国际上还没有统一的SiP技术标准,这在一定程度上妨碍了SiP技术的推广应用。目前看,SiP已不仅仅是封装厂商的狂欢,随着产业链上下游厂商在SiP领域发力,软件、IC、封装、材料和设备等厂商之间的合作也会越来越密切,SiP也将在消费电子、通信等多个领域得到更广泛的应用。kTpSMT技术网-China表面贴装技术-SMT表面贴装-SMT技术【官网】

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