早前，蘋果發布了最新的apple watch手表，里面用到SIP封裝芯片，從尺寸和性能上為新手表增色不少。而芯片發展從一味追求功耗下降及性能提升（摩爾定律），轉向更加務實的滿足市場的需求（超越摩爾定律）， SiP是實現的重要路徑。 SiP從終端電子產品角度出發，不是一味關注芯片本身的性能/功耗，而是實現整個終端電子產品的輕薄短小、多功能、低功耗，在行動裝臵與穿戴裝臵等輕巧型產品興起后， SiP需求日益顯現。

　　根據國際半導體路線組織（ITRS）的定義： SiP 為將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件，以及諸如 MEMS 或者光學器件等其他器件優先組裝到一起，實現一定功能的單個標準封裝件，形成一個系統或者子系統。

　　SIP定義

　　從架構上來講， SiP 是將多種功能芯片，包括處理器、存儲器等功能芯片集成在一個封裝內，從而實現一個基本完整的功能。與 SOC（片上系統）相對應。不同的是系統級封裝是采用不同芯片進行并排或疊加的封裝方式，而 SOC 則是高度集成的芯片產品。

　　SIP架構

　　SiP 是超越摩爾定律下的重要實現路徑

　　眾所周知的摩爾定律發展到現階段，何去何從？行業內有兩條路徑：一是繼續按照摩爾定律往下發展，走這條路徑的產品有CPU、內存、邏輯器件等，這些產品占整個市場的 50%。另外就是超越摩爾定律的More than Moore 路線，芯片發展從一味追求功耗下降及性能提升方面，轉向更加務實的滿足市場的需求。這方面的產品包括了模擬/RF 器件，無源器件、電源管理器件等，大約占到了剩下的那 50%市場。

　　半導體的主要產品占比

　　針對這兩條路徑，分別誕生了兩種產品： SoC 與 SiP。 SoC 是摩爾定律繼續往下走下的產物，而 SiP 則是實現超越摩爾定律的重要路徑。兩者都是實現在芯片層面上實現小型化和微型化系統的產物。

　　SoC 與 SIP 是極為相似，兩者均將一個包含邏輯組件、內存組件，甚至包含被動組件的系統，整合在一個單位中。 SoC 是從設計的角度出發，是將系統所需的組件高度集成到一塊芯片上。 SiP 是從封裝的立場出發，對不同芯片進行并排或疊加的封裝方式，將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件，以及諸如 MEMS 或者光學器件等其他器件優先組裝到一起，實現一定功能的單個標準封裝件。

　　SOC和SIP

　　從集成度而言，一般情況下， SoC 只集成 AP 之類的邏輯系統，而 SiP 集成了AP+mobileDDR，某種程度上說 SIP=SoC+DDR，隨著將來集成度越來越高， emmc也很有可能會集成到 SiP 中。從封裝發展的角度來看，因電子產品在體積、處理速度或電性特性各方面的需求考量下， SoC 曾經被確立為未來電子產品設計的關鍵與發展方向。但隨著近年來 SoC生產成本越來越高，頻頻遭遇技術障礙，造成 SoC 的發展面臨瓶頸，進而使 SiP 的發展越來越被業界重視。

　　SOC和SIP對比

　　摩爾定律確保了芯片性能的不斷提升。眾所周知，摩爾定律是半導體行業發展的“圣經”。在硅基半導體上，每 18 個月實現晶體管的特征尺寸縮小一半，性能提升一倍。在性能提升的同時，帶來成本的下降，這使得半導體廠商有足夠的動力去實現半導體特征尺寸的縮小。這其中，處理器芯片和存儲芯片是最遵從摩爾定律的兩類芯片。以Intel 為例，每一代的產品完美地遵循摩爾定律。在芯片層面上，摩爾定律促進了性能的不斷往前推進。

　　而PCB 板并不遵從摩爾定律，是整個系統性能提升的瓶頸。與芯片規模不斷縮小相對應， PCB 板這些年并沒有發生太大變化。舉例而言， PCB 主板的標準最小線寬從十年前就是 3 mil（大約 75 um），到今天還是 3 mil，幾乎沒有進步。畢竟， PCB 并不遵從摩爾定律。因為 PCB 的限制，整個系統的性能提升遇到了瓶頸。比如，由于 PCB線寬都沒變化，所以處理器和內存之間的連線密度也保持不變。換句話說，在處理器和內存封裝大小不大變的情況下，處理器和內存之間的連線數量不會顯著變化。而內存的帶寬等于內存接口位寬乘以內存接口操作頻率。內存輸出位寬等于處理器和內存之間的連線數量，在十年間受到 PCB 板工藝的限制一直是 64bit 沒有發生變化。所以想提升內存帶寬只有提高內存接口操作頻率，這就限制了整個系統的性能提升。

　　過去主流的系統

　　SIP 是解決系統桎梏的勝負手。把多個半導體芯片和無源器件封裝在同一個芯片內，組成一個系統級的芯片，而不再用 PCB 板來作為承載芯片連接之間的載體，可以解決因為 PCB 自身的先天不足帶來系統性能遇到瓶頸的問題。以處理器和存儲芯片舉例，因為系統級封裝內部走線的密度可以遠高于 PCB 走線密度，從而解決 PCB線寬帶來的系統瓶頸。舉例而言，因為存儲器芯片和處理器芯片可以通過穿孔的方式連接在一起，不再受 PCB 線寬的限制，從而可以實現數據帶寬在接口帶寬上的提升。

　　現在的系統

　　SiP 不僅簡單將芯片集成在一起。 SiP 還具有開發周期短、功能更多、功耗更低、性能更優良、成本價格更低、體積更小、質量更輕等優點。