現世界排名第一的封測廠，中國***的日月光科技在今年Q3的營收又創新高，達到了411.42億新臺幣。相同的一幕在去年何其相似，當時日月光的營收達到了392.76億新臺幣。這兩次營收爆發都與SiP（系統級封裝）有關。而據估計，iPhone 11的系統級封裝（SiP）和無線通信整合模組持續拉貨，讓日月光第4季度業績有望繼續增長。

據供應鏈透露，蘋果在設計上大量采用系統級封裝（SiP）模組，意味著明年會繼續大量放出SiP封測代工訂單；加上無線藍牙耳機AirPods將開始導入SiP技術，在該技術打磨多年的日月光將成為封測業的大贏家。

在摩爾定律逐漸失去魅力的時候，SiP技術迎來了最好的時光。

漸成主流

SiP技術從MCM（多芯片模塊）脫胎而來。它構建于已有的封裝技術之上，比如倒裝芯片、wire bonding（線鍵合）、fan-out 晶圓級封裝。由于以前摩爾定律進展毫無阻力，SiP也就不太受到重視。當單芯片集成（SoC）進展停滯的時候，能整合多個不同系統的SiP成為了行業拯救者。

根據標準定義，SiP是將多個具有不同功能的有源電子元件與無源器件，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。

與SoC整合更多功能的目的一致，SiP也要在更小的身軀內吞下更多的功能。區別是，SiP是將多個不同芯片一并排或疊加的方式整合在一起，SoC本身就是一個芯片。

芯片廠商們很久前就開始這么做了，但只有蘋果公司加入這個行列，才徹底引爆了這個市場。下圖是Apple Watch S1芯片的拆解圖。從圖中可以看到，在26mm×28mm的芯片內封裝了30個獨立的組件。

高通的Qualcomm Snapdragon System-in-Package（QSiP）模組也是同類技術的產物。QSiP 將應用處理器、電源管理、射頻前端、WiFi 等連接芯片、音頻編解碼器和內存等 400 多個零部件放在一個模組中，大大減少主板的空間需求，從而為電池、攝像頭等功能提供了更大空間。

有幾個領域是目前SiP應用最多的。一是射頻領域。手機中的PA就是SiP模塊，內部集成多頻功放、功率控制及收發轉換開關等功能。二是汽車電子，包括功率器件系統級封裝和雷達等。三是消費電子中的互聯（Wi-Fi/藍牙）、MEMS/傳感器、攝像頭模塊等。不過，千萬不要把麒麟990 5G，聯發科天璣1000和高通765當做是SiP，它們可都是不折不扣的SoC。

簡與繁

功率密度、散熱等問題困擾著傳統的芯片工藝，還有令人心煩的布線阻塞、RC 延遲、電遷移以及靜電放電和電磁干擾等現象。SiP的出現為解決這些問題帶來了新的思路。

舉例來說，對數字噪聲和熱效應敏感的模擬模塊可以與數字模塊保持一定距離。其次，所有模塊和chiplet（小芯片）都在一個封裝中，形成一個大IP，就讓IP復用變得簡單。最后，通過增加芯片之間的連接的直徑和縮短信號傳輸的距離，可以提升性能并降低功耗，這反過來又可以降低驅動這些信號所需的功率。

SiP技術發展很快，形成了多種不同的實現方式。如果按照模塊排列方式進行區分，可大體分為平面式2D封裝和3D封裝的結構。相對于2D封裝，采用堆疊的3D封裝技術又可以增加使用晶圓或模塊的數量，從而在垂直方向上增加了可放置晶圓的層數，進一步增強SIP技術的功能整合能力。而在SiP的內部，可以通過單純的線鍵合（Wire Bonding），也可使用覆晶接合（Flip Chip），或二者混用。

除此之外，還可以采用多功能性基板整合組件的方式——將不同組件內藏于多功能基板中，達到功能整合的目的。不同的芯片排列方式，與不同的內部接合技術搭配，使SIP的封裝形態產生多樣化的組合，并可依照客戶或產品的需求加以客制化或彈性生產。

很多半導體廠商都有自己的SiP技術，名字可能會不一樣。比如，英特爾叫EMIB、臺積電叫SoIC。但業內人士指出，這些都是SiP技術，差別就在于制程工藝。以臺積電為例，其就用半導體設備來做封裝制程。臺積電SiP技術的優勢在于晶圓級封裝，技術成熟、良率高，這也是普通封測廠商難以做到的。

追趕和超越

既然已經是不可逆的趨勢，各家封測廠都在發展自己的SiP技術。不過，這不是一件容易的事情。“SiP概念易理解，但是設計，工藝等復雜，高端技術不太容易掌握。”半導體專家莫大康告訴記者。

封測廠要掌握SiP技術，其實就是要學習多種封裝技術。如超低弧度引線鍵合技術、窄節距引線鍵合技術、新型芯片粘貼（DAF、FOW等）技術、新型引線鍵合材料、窄節距銅柱倒裝凸點技術以及微凸點（Micro Bumping）技術等。此外，扇出型圓片級封裝（FOWLP），以TSV技術（刻蝕和填充）、晶圓減薄和再布線工藝、芯片/晶圓鍵合堆疊等技術為核心的TSV堆疊封裝也是必要掌握的。沒有多年的積累，SiP可不是能隨便玩轉的。

中國***的日月光公司是封測廠中很早就進行SiP投資的廠商。其也是具備系統級封裝技術層次最廣的封裝廠之一，涵蓋FCBGA、FOCoS和2.5D封裝等近十種封裝技術。尤其是得益于蘋果的大單，日月光的系統級封裝營收過去幾年都以數億美元的速度成長。

在全球封測廠最集中的中國大陸，目前有長電科技、通富微電、華天科技三家多年排名在全球前十。在SiP方面，大陸地區的整體水平怎樣呢？“最高水平與國際領先水平已相距不遠。”華西電子首席分析師孫遠峰表示。他進一步說明，“長電科技旗下長電韓國正積極布局系統級封裝（SiP）業務，已切入韓國手機和可穿戴設備等終端產品供應鏈，客戶包括了三星和LG。”

國內企業在SiP領域的起步并不晚，近年來通過并購，快速積累先進封裝技術，技術平臺已經基本和海外廠商同步。如長電科技聯合產業基金、芯電半導體收購新加坡封測廠星科金朋，擁有了WLSCP、SiP、PoP等高端先進封裝技術，并實現量產。只是，整體先進封裝營收占總營收比例與中國***和美國地區還存在一定的差距。

現在還有一個問題，國內芯片行業是否充分利用這些技術平臺呢？“很多公司都在用，就是大多數用的比較低端，只是簡單封合而已。”西藏磊梅瑞斯創業投資有限公司投資總監張云翔指出。

“做SiP要把各種芯片搭載到一起，這些芯片往往不是一個廠家生產的，能收集起這么多廠家的Wafer，并不是很容易的事情。蘋果等大公司有這樣的號召力，一般中小公司沒能力做到。“他解釋道。

好在局面已逐漸改變，隨著國內芯片種類增多，性能提高，這種芯片慌正在慢慢緩解。而隨著未來國內自主研發的存儲器量產，以及5G商用落地、AIoT和汽車電子創新度提高，SiP技術的大爆發已經進入倒計時了。