消費電子產(chǎn)品對于輕薄短小的造型與多元化功能的追求是永無止境的，這也連帶著促使了“制程微縮”和“系統(tǒng)整合”成為了半導(dǎo)體發(fā)展的兩大趨勢，幾十年來，強調(diào)制程微縮為主的晶圓制造業(yè)一直遵循著“摩爾定律”快速發(fā)展，但是，隨著物理極限的逼近，摩爾定律的魔力正在逐漸的失效，因而，將不同功能的異質(zhì)晶粒進行系統(tǒng)的整合，以便對電子產(chǎn)品的尺寸與性能進行優(yōu)化的做法必將會越來越受到重視。在此發(fā)展方向的引導(dǎo)下，物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi行業(yè)形成了相關(guān)的三大新主流：系統(tǒng)單芯片SoC、傳統(tǒng)PCBA模塊與系統(tǒng)化封裝SIP，但是，在新興的物聯(lián)網(wǎng)時代，SoC、PCBA模塊和SIP這三大技術(shù)流派到底誰才能成為主宰呢？
傳統(tǒng)的PCBA模塊因為技術(shù)成熟，門檻比較低，早些年在國內(nèi)市場很流行，但是，近幾年，因為物聯(lián)網(wǎng)消費終端市場的興起，PCBA模塊的尺寸過大問題越來越突出，在產(chǎn)品低功耗、小尺寸的趨勢下PCBA模塊的前景會越來越尷尬。
Wi-Fi SOC會是救世主嗎？
SoC（System on Chip）即片上系統(tǒng)，顧名思義，就是將所有電子元器件集成到一個芯片上，以組成一個可以獨立運行的系統(tǒng)，這聽起來是一件令人興奮的事情，因為，要是能夠?qū)⒁粋€電子產(chǎn)品所有的電子元器件集成到小小的一塊芯片上，這對于整個行業(yè)來說都是一個標(biāo)志性的進步。
想必，SoC的優(yōu)點足以讓眾多的從業(yè)者興奮不已，事實上，英特爾、高通、三星等芯片巨頭都有種類繁多的SoC產(chǎn)品，更不用說國內(nèi)眾多的方案集成商早已把SoC當(dāng)成未來的救世主，準(zhǔn)備在物聯(lián)網(wǎng)時代大展宏圖。
但是，SoC真的有這么神奇么？它能夠如“云南白藥”一樣包治百病么？事實上，SoC的應(yīng)用現(xiàn)狀可以驗證西方的那句諺語“The more hopes,the more disappointed would be”，時至今日，SoC產(chǎn)品的性價比遠(yuǎn)沒有達(dá)到人們的期望值。
站在用戶的角度，SOC使用面臨如下問題:
1.Wi-Fi 的RF性能參數(shù)校準(zhǔn)
由于無線指標(biāo)對于外圍環(huán)境參數(shù)的變化而非常敏感，比如PCB板材材質(zhì)，厚度都會引起阻抗變化，這樣就會導(dǎo)致每個客戶都要對SOC的功率、誤碼率等各種指標(biāo)進行測試、調(diào)試，這也是目前模組公司的核心價值之一。通常物聯(lián)網(wǎng)分布在各個行業(yè)，這些校準(zhǔn)需要專門的測試設(shè)備進行操作，并不適用于大多數(shù)行業(yè)
2.集成度不高
通常來說，SOC通常很難集成Flash，晶體、濾波器這些元器件，用戶還需要把這些對參數(shù)非常敏感和專業(yè)性強的元器件集成到PCB上，提高了使用門檻
3.軟件服務(wù)
PCBA模塊和SIP都集成了大量軟件和各種云端服務(wù)
SIP 現(xiàn)身江湖
系統(tǒng)化封裝SIP（System in a Package）就是將多種不同功能的電子元件，包括處理器、存儲器等集成在一個封裝內(nèi)，從而實現(xiàn)一套完整的功能。
簡而言之，SIP就是一個外形長得和SOC一模一樣的PCBA模塊，既有傳統(tǒng)Wi-Fi模塊的功能和易用性，價格也比傳統(tǒng)模塊便宜，體積又比SOC小，是結(jié)合二者優(yōu)點，在產(chǎn)業(yè)鏈上是SOC的下游段。
SIP封裝技術(shù)采取了多種裸芯片或模塊進行排列組裝，若就排列方式進行區(qū)分可大體分為平面式2D封裝和3D封裝的結(jié)構(gòu)。此外，SIP還可以采用多功能性基板整合組件的方式——將不同組件內(nèi)藏于多功能基板中，達(dá)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的優(yōu)勢
作為一種新型的封裝技術(shù)，SIP的出現(xiàn)或許在技術(shù)上沒有那么的令人興奮，但是其在異質(zhì)部分的整合，成本控制、研發(fā)周期以及綜合性能方面有著絕對的優(yōu)勢。
1.體積超小，集成應(yīng)用軟件
一般情況下，Wi-Fi 的SoC只集成ARM M3和無線收發(fā)器之類的基本架構(gòu)系統(tǒng)，而SiP集成了SOC的die＋Flash＋晶體＋感容器件＋軟件，對于用戶的使用要求非常低，同時SIP采用特殊材料工藝和全自動化生產(chǎn)線，有效的控制了成本。
以筆者所熟悉的上海漢楓電子科技有限公司為例，該公司最近研發(fā)了一款新產(chǎn)品“HF-SIP120”，這款產(chǎn)品是基于目前SDK開發(fā)的SIP，真正做到零外圍，就連3.3V電源濾波的電容都集成在內(nèi)，采用128K/256K RAM，2M Flash，無縫兼容漢楓已有產(chǎn)品的軟件和SDK，并且，漢楓電子借助百度網(wǎng)絡(luò)是其股東的優(yōu)勢，下一步計劃是在SIP里面集成智能語音識別功能和音頻等更為豐富的功能，以滿足各個領(lǐng)域的要求。
2.更低的成本
SIP封裝技術(shù)在節(jié)省成本方面效果也十分的明顯，與傳統(tǒng)模塊相比，由于SIP的制造和測試都是自動化，而傳統(tǒng)模塊的生產(chǎn)和測試都涉及大量流水線工人檢測和制造，導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升和生產(chǎn)效率不高。SIP則提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)良率，從而制造和測試成本進一步下降，同樣功能的模塊和SIP，成本可以下降10%～15%，生產(chǎn)效率則數(shù)倍于傳統(tǒng)模塊。
3.更短的研發(fā)周期
SIP因為集成了眾多的軟件功能模塊，基本可以實現(xiàn)一個電子產(chǎn)品的整體正常運行的功能，這對于眾多的消費產(chǎn)品有著重要的意義。我們知道，目前市面上流行的電子消費品是典型的“Time to Market”產(chǎn)品，這對于研發(fā)周期提出了很高的要求，因此，SIP技術(shù)的出現(xiàn)，足以取代傳統(tǒng)單一的模塊，成為眾多智能消費產(chǎn)品的選擇。
上海漢楓電子科技有限公司創(chuàng)始人兼董事長謝森先生向筆者透露，該公司的SIP產(chǎn)品不僅在易用性方便做的是十分的出色，并且還可以支持阿里云、京東云、云智易、機智云等主流云平臺，兼容目前軟件和SDK，進一步降低軟硬件的使用門檻，可以幫助用戶極大的縮短了研發(fā)周期。
SIP——物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的明智之選
可以看到，與在印刷電路板上進行系統(tǒng)集成相比，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。相對于SoC和傳統(tǒng)PCBA模塊，SIP還具有靈活度高、集成度高、設(shè)計周期短、開發(fā)成本低、容易進入等特點。
SIP封裝技術(shù)的眾多優(yōu)勢使其不僅可以廣泛的應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，而且在包括智能手機、及智能手表、智能手環(huán)、智能眼鏡等物聯(lián)網(wǎng)消費領(lǐng)域也有非常廣闊的市場。
目前智能硬件廠商在設(shè)計智能可穿戴設(shè)備時，主要面臨的挑戰(zhàn)是如何將眾多的需求功能全部放入極小的空間內(nèi)。以智能眼鏡為例，在硬體設(shè)計部分就須要考量無線通訊、應(yīng)用處理器、儲存記憶體、攝影鏡頭、微投影顯示器、感應(yīng)器、麥克風(fēng)等主要元件特性及整合方式，也須評估在元件整合于系統(tǒng)板后的相容性及整體的運作效能。而運用SIP系統(tǒng)微型化設(shè)計，能以多元件整合方式，簡化系統(tǒng)設(shè)計并滿足設(shè)備微型化。在不改變外觀條件下，又能增加產(chǎn)品的可攜性和無線化以及即時性的優(yōu)勢。
事實上，蘋果一直是Wi-Fi SIP技術(shù)的忠實粉絲，蘋果手機從1代到第6代，Wi-Fi全部都是使用村田公司SIP，而在Apple Watch以及最新的iphone7已全面采用SIP封裝技術(shù)，巨頭的推動將會使SIP技術(shù)的普及發(fā)展更為順利，SIP也正在成為后摩爾定律時代行業(yè)發(fā)展的新助力。