Apple Watch成功的关键！SiP封装前景光明

  【天极网DIY硬件频道】在摩尔定律逐渐放缓的当下，如何另辟蹊径继续延续摩尔定律，就成为半导体厂商的关注的焦点。特别是集成度越来越高的电子市场中，系统级IC封装(SiP，System in Package)就成为巨头们关注的焦点。 

  根据Yole Development最新数据显示，SiP市场规模预计从2020年的140亿美元增长到2026年的190亿美元。可穿戴设备SiP市场在2020年的业务价值为1.84亿美元，仅占整个消费电子市场SiP的1.55%，预计到2026年将达到3.98亿美元，增长率达14%。

  SiP就是一种将多个芯片和无源器件、MEMS集成到封装系统中，并作为电子系统或子系统运行。SiP诞生于20世纪80年代，至今已有多种形式，由于不同公司对其的定义各不相同，SiP既可以指芯片的结合体、也可以指将不同的芯片模块组合到电子系统或子系统中的方法。

  但并不是所有系统都需要SiP，SiP只是作为一种无需将所有零器件都塞进同一颗芯片、且能快速创建复杂系统芯片的方案，适合用作在最先进的工艺节点上开发不同加速器和存储器以及在成熟工艺节点上开发模拟芯片。

  开发SiP需要组合多种技术，例如组件、互连、材料和封装架构，然后在晶圆厂或封测厂处完成制造。SiP与Chiplet不同，Chiplet供应商或封装公司提供芯片、小芯片模块，然后在先进封装中混合匹配，创建针对特定领域或应用的系统。

  IC封装可以保护各种芯片免受损害并提高die(裸片)的性能。业内已经开发出1000多种不同的封装类型，芯片客户可以根据芯片应用而选择不同的封装类型。 

  在智能手机、手表等有空间限制的产品中，SiP更能凸显其价值。苹果、FitBit/谷歌、三星、小米等公司都在这个市场上展开竞争。苹果最新一代智能手表Apple Watch Series 6提供丰富的功能，能够检测血氧饱和度、心电图(ECG)等。

  苹果通过SiP封装技术集成一颗苹果A13应用处理器和一些其他功能的处理器。苹果用台积电InFO集成扇封装技术，在智能手表中使用SiP技术。

  SiP还有众多优点。由于SiP的面积更小，制造商能将电路板的背面用作天线谐振腔的一侧，推出拥有更薄厚度的产品和更好的天线性能，进一步提高更长的电池寿命、用于语音辅助的麦克风和更好的显示效果。

  SiP还能屏蔽芯片间射频组件的干扰，OEM厂使用微型外壳覆盖RF芯片焊接到电路板上。耳戴式设备也是SiP的重点之一，苹果AirPods将H1芯片和音频内核、加速度计、陀螺仪集成在SiP中，满足消费者可穿戴设备的要求。

  SiP也广泛应用于4G和5G智能手机中。从组件的角度来看，低于6GHz的5G智能手机类似与4G手机类似，其系统由数字模块和射频前端模块组成，主天线是独立的，与手机同时运行。iPhone 12的5G毫米波手机由调制解调器、一个中频 IC、一个射频前端模块、两个天线阵列和一个封装天线 (AiP)。AiP模块由多层贴片天线组成，位于天线旁边的SiP包括一个RF收发器、一个电源管理IC和无源器件。

  随着封装的价值上升，用于集成多个异构设备的先进封装技术的引入正在加速，晶圆测试的重要性比以往任何时候都大。

  点评：SiP与Chiplet设计类似，但又不同的技术，它们只是应需求而生的产品。虽然SiP技术很好，但SiP也有制造时间长、有时成本更昂贵的缺点。