SiP與先進(jìn)封裝的異同點(diǎn)
[導(dǎo)讀]SiP系統(tǒng)級(jí)封裝（SysteminPackage)，先進(jìn)封裝HDAP（HighDensityAdvancedPackage)，兩者都是當(dāng)今芯片封裝技術(shù)的熱點(diǎn)，受到整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的高度關(guān)注。那么，二者有什么異同點(diǎn)呢？有人說(shuō)SiP包含先進(jìn)封裝，也有人說(shuō)先進(jìn)封裝包含SiP，甚至有人說(shuō)...
SiP系統(tǒng)級(jí)封裝（System in Package)，先進(jìn)封裝HDAP（High Density Advanced Package)，兩者都是當(dāng)今芯片封裝技術(shù)的熱點(diǎn)，受到整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的高度關(guān)注。那么，二者有什么異同點(diǎn)呢？有人說(shuō)SiP包含先進(jìn)封裝，也有人說(shuō)先進(jìn)封裝包含SiP，甚至有人說(shuō)SiP和先進(jìn)封裝意思等同。
這里，我們首先明確SiP≠先進(jìn)封裝HDAP，兩者主要有3點(diǎn)不同：1）關(guān)注點(diǎn)不同，2）技術(shù)范疇不同， 3）用戶群不同。除了這3點(diǎn)不同之外，SiP和HDAP也有很多相同之處，兩者在技術(shù)范疇上有很大的重疊范圍，有些技術(shù)既屬于SiP也屬于先進(jìn)封裝。
1）關(guān)注點(diǎn)不同SiP的關(guān)注點(diǎn)在于：系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實(shí)現(xiàn)，所以系統(tǒng)是其重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，和SiP系統(tǒng)級(jí)封裝對(duì)應(yīng)的為單芯片封裝；先進(jìn)封裝的關(guān)注點(diǎn)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(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，和先進(jìn)封裝對(duì)應(yīng)的是傳統(tǒng)封裝。
SiP對(duì)應(yīng)單片封裝/先進(jìn)封裝對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)封裝SiP是系統(tǒng)級(jí)封裝，因此SiP至少需要將兩顆以上的裸芯片封裝在一起，例如將Baseband芯片 RF芯片封裝在一起形成SiP，單芯片封裝是不能稱之為SiP的。先進(jìn)封裝HDAP則不同，可以包含單芯片封裝，例如FOWLP?(Fan Out Wafter Level Package)?、FIWLP?(Fan In?Wafter Level Package)。先進(jìn)封裝強(qiáng)調(diào)封裝技術(shù)和工藝的先進(jìn)性，因此，采用Bond Wire等傳統(tǒng)工藝的封裝不屬于先進(jìn)封裝。此外，有些封裝技術(shù)既屬于SiP也屬于HDAP，下圖顯示的是 i watch采用的SiP技術(shù)，因?yàn)槠浞庋b技術(shù)和工藝比較先進(jìn)，也可以稱為先進(jìn)封裝技術(shù)。
i Watch?采用了SiP技術(shù)2）技術(shù)范疇不同參考下圖，先進(jìn)封裝的技術(shù)范疇用橙紅色表示，SiP技術(shù)范疇用淡綠色表示，兩種重疊的部分呈現(xiàn)為橙黃色，位于該區(qū)域的技術(shù)既屬于SiP也屬于HDAP。
HDAP和SiP的技術(shù)范疇從圖中我們可以看出，F(xiàn)lip Chip、集成扇出型封裝INFO (Integrated Fan Out) 、2.5D integration、3D integration、Embedded技術(shù)既屬于HDAP也同樣會(huì)應(yīng)用于SiP；單芯片的FIWLP、FOWLP、FOPLP?(Fan Out Panel Level Package）屬于先進(jìn)封裝，但不屬于SiP；FIWLP?和 FOWLP腔體 Cavity、Bond Wire、2D integration、2D integration、4D integration多應(yīng)用在SiP中，通常不屬于先進(jìn)封裝。當(dāng)然，以上的分類也不是絕對(duì)的，只是表明絕大多數(shù)情況下的技術(shù)范疇。例如，INFO技術(shù)屬于FOWLP，由于集成了2顆以上的芯片，因此也可以被稱為SiP；FliP Chip 屬于2D integration，但一般也被認(rèn)為是先進(jìn)封裝。腔體Cavity技術(shù)常用在陶瓷封裝的基板設(shè)計(jì)制造中，通過(guò)腔體結(jié)構(gòu)，可以縮短鍵合線長(zhǎng)度，提高其穩(wěn)定性，屬于一種傳統(tǒng)封裝技術(shù)，但也不能排除先進(jìn)封裝中采用Cavity對(duì)芯片進(jìn)行嵌入和埋置。關(guān)于以上概念和名詞的詳細(xì)解釋，推薦讀者參考電子工業(yè)出版社即將出版的新書：《基于SiP技術(shù)的微系統(tǒng)》。
3）用戶群不同對(duì)于SiP和先進(jìn)封裝HDAP，從晶圓廠（Foundry）到半導(dǎo)體封測(cè)廠（OSAT），再到板級(jí)系統(tǒng)電路裝配運(yùn)營(yíng)商（System user），半導(dǎo)體的整個(gè)產(chǎn)業(yè)和供應(yīng)鏈都涉及在內(nèi)，但不同的用戶群關(guān)注點(diǎn)又有所不同。Foundry主要關(guān)注先進(jìn)封裝中密度最高，工藝難度最高的部分，例如2.5D?integration和3D integration，OSAT關(guān)注面比較廣泛，從單芯片的WLCSP到復(fù)雜的系統(tǒng)級(jí)封裝SiP都有關(guān)注，系統(tǒng)用戶System user則對(duì)SiP關(guān)注較多，參看下圖。
HDAP和SiP的用戶群分布此外，從上圖我們也可以看出，雖然HDAP和SiP的芯片數(shù)量相當(dāng)（除了單芯片的WLP），SiP在芯片種類上通常會(huì)更多，類別更豐富。SiP和先進(jìn)封裝技術(shù)受到整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)注，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的小型化、低功耗、高性能等方面，它們能解決目前電子系統(tǒng)集成的瓶頸。其技術(shù)本身來(lái)看目前并沒(méi)有瓶頸，只是在裸芯片的供應(yīng)鏈和芯片間相關(guān)的接口標(biāo)準(zhǔn)需要提升和逐步完善。從目前如Chiplet和異構(gòu)集成等概念得到業(yè)界的積極響應(yīng)和普遍應(yīng)用，裸芯片供應(yīng)鏈和芯片之間的接口標(biāo)準(zhǔn)也有望逐漸得到改善。最后我們總結(jié)一下：SiP和先進(jìn)封裝HDAP高度重合，但并不完全等同，SiP 重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實(shí)現(xiàn)，而HDAP則更專注封裝技術(shù)和工藝的先進(jìn)性，此外，兩者的技術(shù)范疇和用戶群也不完全相同。??
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新書《基于SiP技術(shù)的微系統(tǒng)》將會(huì)在2021年3月末，由電子工業(yè)出版社（PHEI）正式出版，敬請(qǐng)期待！
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概念和技術(shù)（5章）內(nèi)容包括了功能密度定律、Si3P和4D集成等原創(chuàng)概念，功能單位的定義，電子系統(tǒng)6級(jí)分類法，微系統(tǒng)、先進(jìn)封裝（HDAP）最新技術(shù)介紹。設(shè)計(jì)和仿真（16章）基于最新的EDA工具，詳細(xì)介紹了Wire Bonding、Cavity、Chip Stack、2.5D TSV、3D TSV、RDL、Fan-In、Fan-Out、Flip Chip、分立式埋置、平面埋置、RF、Rigid-Flex、4D SiP等設(shè)計(jì)方法、電氣驗(yàn)證及物理驗(yàn)證，對(duì)SiP和先進(jìn)封裝的設(shè)計(jì)和仿真進(jìn)行了綜合而詳盡的闡述。項(xiàng)目和案例（9章）包含九個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)流程，由十多位業(yè)內(nèi)資深專家和一線設(shè)計(jì)人員聯(lián)合編寫，具有較強(qiáng)的項(xiàng)目參考作用。
關(guān)注SiP、先進(jìn)封裝、微系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)的讀者推薦參考本書。
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