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SiP
根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义,SiP是从封装的角度出发,对不同芯片进行并排或叠加的封装方式,将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。
SiP可相当于一系统载板的相关功能芯片、电路的总和,而依据不同的功能芯片进行系统封装,可以采简单的Side by Side的MCM(Multi-chip Module)技术(2D Package),也可利用相对更复杂的多芯片封装MCP(Multi-chip Package)技术、芯片堆叠(Stack Die)等不同难度与制作方式进行系统组构(2.5D和3D Package)。也就是说,在单一个封装体内不只可运用多个芯片进行系统功能建构,甚至还可将包含前述不同类型器件、被动元件、电路芯片、功能模组封装进行堆叠,透过内部连线或是更复杂的3D IC技术整合, 构建成更为复杂的、完整的SiP系统功能。常见的SiP封装样式见表格3:
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从上表可以看出,SiP 载板其实就是IC载板的一种,其技术和规格和传统BGA/CSP封装相同。前面我们提到的Apple Watch S1芯片采用SiP封装,其实是一种比较特殊的IC载板,既可称作IC载板也可称作PCB主板。
未来电子制造技术的发展趋势及电子制造产业链整合
在后摩尔定律时代,正如前言所述,整个电子产业链正沿着深度摩尔和超越摩尔两条道路前行,也潜移默化的整合着整个电子制造产业链的布局。
从深度摩尔角度看,Fan-Out WLP将延续封测领域的“先进制程”,晶圆厂抢食封装厂订单
随着晶圆厂在先进制程上的进展,不断满足摩尔定律的要求,每一颗晶圆的尺寸在不断缩小。然而,同制造技术不同,后道封测并不完全遵从摩尔定律的发展,换言之,直接在晶圆上的植球尺寸,不会满足同比例缩小的技术演进。对于封测厂商来说,随着I/O口的增多和晶圆尺寸的缩小,如何再满足封装管脚的引出是一大挑战。而对于晶圆厂来说这确是一个机遇。今年9月即将发布的纪念版iPhone A11将采用TSMC 10nm的InFoWLP封装技术,而与之对应的主板则会革命性地将载板的精细线路制造技术MSAP导入PCB行业,重新定义了电子制造产业链,由于原来的IC制造(TSMC)→IC封装(ASE)+IC载板→SMT(Foxconn)+PCB的制造流程改为IC制造(TSMC)→ SMT(Foxconn)+PCB,也即把IC封装融入IC制造,PCB直接代替IC载板。见图12:
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图 12 电子制造产业链整合趋势1
如此,曾经一度由封装厂主导和掌控的IC封装市场逐渐被IC制造企业晶圆厂吞食。各大晶圆厂如三星和Intel也在积极布局类似于InFoWLP的高端封装技术,逐渐抢夺原有IC封装厂的市场订单。
从超越摩尔角度看,SiP将重构封测厂的地位和角色,向方案解决商转变
Apple Watch S1芯片的SiP封装,其整个电子制造产业链也由传统的IC制造(TSMC)→IC封装(ASE)+IC载板→SMT(Foxconn)+PCB缩短为IC制造(TSMC)→IC封装(ASE)+IC载板,也即把SMT流程全部整合入IC封装,见图13:
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