小型化趋势凸显SiP优势 构建完善产业链是关键

 　　SiP在消费电子领域已经成为越来越重要的应用技术之一，并且其产品也渐渐呈现多样化发展。政府应该加强引导,促进产业供应链企业打破藩篱携手合作，共同营造更完善的SiP发展环境。 
     

　　根据国际半导体技术蓝图(ITRS)的定义，SiP(系统级封装)是指将多个具有不同功能的主动组件与被动组件，以及诸如微机电系统(MEMS)、光学组件等其他组件组合在同一封装，使其成为可提供多种功能的单颗标准封装组件，从而形成一个系统或子系统。 
     

　　随着消费性电子与移动通信产品的快速发展，相关电子产品功能整合日趋多样，在外观设计薄型化与产品开发周期日益缩短的双重压力下，SiP在消费电子领域已经成为越来越重要的应用技术之一(见表1)，并且其产品也渐渐呈现多样化发展。政府应该加强引导产业供应链间打破藩篱，携手合作，共同营造更完善的SiP发展环境，这是当务之急。

      SiP助力电子产品功能多样化

      SoC（系统单芯片）与SiP的目标均是实现多种系统功能的高度整合，前者是利用半导体前段制程的电路设计来完成，后者则是依靠后端封装技术来达到，两者殊途同归。 
     

　　早在10多年前，SiP这种异质整合的观念即已在欧美半导体业界萌芽，只不过，互补金属氧化半导体(CMOS)的技术进展日新月异，这让SoC的发展随着摩尔定律的脚步不断演进，每两年单一芯片中的晶体管数量即增加两倍，芯片价格也大幅下滑，发展速度远快于SiP，因而使得SoC成为半导体解决方案的主流设计技术，闪耀的光芒让SiP相形见绌。 
     

　　然而，随着消费电子与移动通信产品的发展，相关电子产品功能日趋多样化，在外观设计薄型化与产品开发周期日益缩短等多重压力下，SoC已难面面俱到。 
     

　　SoC正面临着如下挑战： 
     

　　1.研发周期与异质组件整合。 
     

　　SoC发展至深次微米以下先进制程后，设计挑战日渐加剧，不仅研发时间长达一年半以上，所需研发费用更是急剧增加，尤其在射频(RF)电路、传感器、驱动器，甚至被动组件等异质(Heterogeneous)组件整合上，更面临极大的技术瓶颈，因而使得兼具尺寸与开发弹性等优势的SiP快速兴起。 
     

　　另外SiP是基于SoC芯片，只要有芯片，就可以透过堆叠或并排方式快速整合成SiP方案，产品开发速度比SoC更加快速。 
     

　　2.尺寸与产品价值。 
     

　　至于SiP与SoC的成本何者较低，各界看法不一。若就单一组件制造成本来看，SiP使用的基板数量较多，再加上组装及测试费用，因此制造成本的确比SoC来得高；但SiP产品开发时间较SoC大幅缩短，且通过高度整合可减少印刷电路板尺寸及层数，降低整体材料成本，尤其SiP设计具有良好的电磁干扰抑制效果，对客户而言更可减少工程时间耗费，因此从产品销售的角度来看，SiP产品价值较SoC高出许多。 
     

　　面对市场需求，成本并非是唯一的考虑，SiP最大的利基优势，就是比分布式设计方案具有更小的芯片尺寸，使用更少的电路板空间，让产品设计拥有更多想象空间，因此在高整合SoC方案尚未问世之前，SiP应该突显其小尺寸的利基，而非以成本来取胜。 
     

　　3.EMI（电磁干扰）的抑制与高容量嵌入式内存。 
     

　　一般来说，当功能整合愈复杂时，芯片尺寸相对愈大，造成内部信号线路在进行全面联机时路径太长，信号传递过久，且容易产生电磁干扰现象。若通过SiP将各功能裸晶堆栈后，信号路径即可大幅缩短，并提升了信号处理速度，对电磁干扰的抑制与芯片效能的升级均有所帮助。 
     

　　另一方面，消费性电子产品与移动通信产品对嵌入式内存容量的要求也愈来愈高，这对SoC而言是严峻的挑战。SoC最大的局限在于嵌入式内存容量有限，以90nm制程的SoC为例，约可整合8Mb～10Mb的嵌入式内存，而65nm制程则约可整合16Mb～20Mb以上，但小于32Mb的容量，因各家技术能力而有不同。然而，包括手机、数码相机与数字电视等产品，其内存容量均要求128Mb以上，甚至1GB以上的闪存容量，SoC很难满足，而SiP却是绝佳的解决之道。 
     

　　毋庸置疑的是，SoC技术仍会持续提升，但现今客户端正面临庞大的小型化压力，无法等待SoC的技术突破，因而向上要求芯片供货商提供更快更精简的解决方案，而SiP便是上上之选。未来，一旦SoC技术有所进展，SiP也可齐头并进，成为IC（集成电路）设计的另一种技术取向，并与SoC共存于市场中相辅相成，不会仅是昙花一现的过渡性产品。

      　不同类型企业各有优劣

　　另外良裸晶也是另一个SiP发展的成败关键，它是指已完成全功能测试或晶圆等级预烧测试的晶圆。由于SiP方案包含各种不同来源的芯片，若其中一颗芯片毁损，将导致整颗SiP无法运作，因此，确保良裸晶成为SiP发展的一个重要环节，因此必须提升SiP产品良率，降低SiP测试成本。

      建构完整产业链是当务之急

      虽然相较于全球每年芯片销售量，SiP的销售比例仍无足轻重，但其每年的成长速度却相当快速。预计2008年，SiP出货量将增长到68亿颗，产值规模则突破百亿美元大关，2003～2008年产值的年复合成长率更接近50%。进一步发展SiP技术，扩大国内SiP市场规模，建构出像SoC一样的完整健全的生态系统，是当前国内SiP产业所面临的最大课题。 
     

　　近几年由于国家对电子信息产业的大力扶持，国内SiP的产业链已开始渐渐完善。政府应该加强引导产业供应链间打破藩篱携手合作，共同营造更完善的SiP发展环境，这将是当务之急。 
     

　　而相关企业除需具备SiP技术的发展能力外，也必须把握正确的市场需求，并保证取得良裸晶，发展出高良率的SiP产品，进而取得产品所有权的主导地位。 

　      以长电科技为例，长电科技股份有限公司于3年前筹备SiP小组，从事SiP技术与市场的研究，协助相关企业了解SiP技术的优点并凝聚产业合作的共识，通过与各大系统设计公司、芯片制造商的紧密合作，并且利用自身在封装领域的强大技术优势加大科研投入，在国内企业中脱颖而出，使国内SiP公司的发展取得质的飞跃。 

　      目前公司开发的产品已经涉及大容量存储、移动支付、移动身份认证、地磁传感器、加速传感器、MEMS麦克风、光电模块(开发中)，射频+基带模块等诸多领域；其封装类型涉及MicroSD卡、 MiniSD卡、 SD卡、LGA、BGA(塑封球栅面阵列封装)、USB(通用串行接口)模块及其他特殊模块等。