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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)封裝是由 Chiplet ／Chip 組成的，3D是先進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)封裝的關(guān)注點在于：封裝技術(shù)和工藝的先進(jìn)性，所以先進(jìn)性的是其重點關(guān)注的對象，和先進(jìn)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(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的應(yīng)用場景
SiP技術(shù)是一項先進(jìn)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(dāng)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(jī)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(jī)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(jī)、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(jī)，占到了70％。因為手機(jī)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)，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(jī)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(jī)模組等。SiP模組對公司2021年營收貢獻(xiàn)更是達(dá)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(jī)構(gòu)建芯片系統(tǒng)級封裝 （SiP），收獲到高度的認(rèn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)，過去產(chǎn)品的成本隨著電子硬件不斷演進(jìn)，性能優(yōu)勢面臨發(fā)展瓶頸，而先進(jìn)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(dá)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(dāng)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(jī)、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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