SiP vs. SOC!?系統級封裝帶來系統設計新優勢？

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第二期 2007 - 繁體中文 (Adobe PDF, 1.14 MB)
其中有篇「全球系統級封裝市場及其專利情況概述」

一直以來，系統級晶片（System-on-Chip，簡稱SoC）從最初設計到最後測試對工程師都極具挑戰。因此，業界一直在尋
0 R5 A7 [+ Q5 m8 o9 l) C% U求能夠減小SoC 難度的方案。對封裝產業來說，系統級封裝（System-in-Package，簡稱SiP）顯然是減少並且/或者解決
  [) Z! X; M# CSoC 這個難題的一條途徑。所以，系統產品趨向於一體化及縮小外形，不僅推動著對SoC 的設計要求，還促使新的SiP 封裝
3 W# U) r* {& z6 j技術成為業內關注的焦點。
2 U! ~; M" a* e: [: R( {
5 O5 |) i" C% |8 B關於SiP 的定義各有不同，本文將其定義為以下三種：（1）平面多晶片互連的單一封裝體；（2）立體多晶片互連的單一封
裝體；（3）載板內藏元件的單一封裝體。儘管每種定義都不盡相同，但它們的本質實際上是一致的，SiP 側重於功能的完整
性，並且具有很強的面向應用的特性。

SiP 與SoC 的比較
0 m& U' q/ [8 V4 k/ |# M, L' ~9 z- }
3 h0 V0 p4 m1 w+ p" m3 w系統產品不斷向輕、薄、矮、小和整合縮裝的方向發展。為達到這個目標，通常採用的方法有兩種：一種是利用
! M+ D$ e  p0 ~- d: T以IC 前端製程技術為基礎的SoC 解決方案，另一種則是以IC 後段封裝製程技術為基礎的SiP 方案。
- [( u0 o' U, j, s
' d. _: @* m' B9 pSoC 主要應用在高需求量及長生命週期的產品，SiP 則更多地應用在具有大記憶體、較短的開發流程、低產量及市場需求多
3 d. B: m" y& O9 x8 k變的產品上。在產品開發的早期，一些製造商還採用SiP 方案來探索市場。對於迥然不同且不可互換的應用理念，SiP 的靈活
性、低開發成本等優點，漸漸引起業界的關注。在未來，SoC 和SiP 可能會各領風騷。
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然而，SiP 的發展也存在著許多問題。新型的矽穿透式電極法將是應用到SiP 的重要技術之一，與傳統的打線接合法相比，該
8 @. j  F8 P- A( _6 n' C技術更具優勢。此外，由於SiP 的應用範圍極為廣泛，它對材料的穩定性和可靠性的要求也會是非常苛刻的。隨著被動元件
的使用數量越來越多，如何將它們更有效地內埋到基底中，成為了當前SiP 技術發展的一個重要課題。已知良裸晶（Known
Good Die，簡稱KGD）的挑戰也是決定SiP 能否在應用市場中具有衝擊力的一個要素，如何降低SiP 帶來的高測試成本是
最具緊迫性的挑戰。目前，業界也在期待一個適合SiP 發展的解決辦法。

SiP 市場預測
3 N  ?: d6 |: @. J+ }, S
) D1 \7 B' h( m$ ?: W4 n如今，SiP 專利被應用到不同的領域，例如，RF、手機元件、影像感測器、記憶體等。有些廠商希望能夠增加系統產品的功
2 N  V, l% Y2 |  e" @, z; h能，而有些注重提高產品的效能，還有的希望能夠降低電信干擾。不管怎樣，對於所有廠商來說，都有一個共同的願望——藉
* c. t3 y; ~3 I. b6 B' o9 P" l& x: }由使用SiP 來縮小系統產品的體積。這些不同的需求使得SiP 的種類具有多樣性。根據SiP 應用特性和以往有關SiP 的研究
報告，對所選擇的系統產品進行了解剖分析，產品包括手機、數位相機（DSC）、PDA 及筆記型電腦（NB），相關資料列在
' M* ^# V) ?9 h% v( o表2 中。手機市場仍是當今最大的SiP 的應用領域，約占SiP 市場的80%，2005 年手機總產量達到30 億。用於數位相機
2 A8 ]2 }  @+ r1 A" m7 p的外插記憶卡是SiP 應用最大的週邊設備市場，並且一些廠商已經開始將影像感測器和鏡頭封裝在模組當中，2005 年SiP 用
於DSC 的總量為8 千萬片。同時，記憶體堆疊和相機模組還用在PDA 中，2005 年SiP 用於PDA 的總量為9 百萬片。在
2005 年�，SiP 的總出貨量為3 千1 百萬，而其市場總出貨量為38 億片。預計到2008 年，出貨量將增長到70 億片，其
市場收入將達到110 億美元。

對於低成本、小尺寸、高頻高速且應用週期短的電子產品來說，尤其是可擕式產品，SiP 是更好的選擇。在將來，諸如汽車電
子和醫療電子這樣的新興應用市場的擴展，或更新的應用市場領域的出現，都決定了SiP 市場保持高增長的能力。

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李純君╱台北報導/綜合整理
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4 e7 X9 y( n& X8 G近年來手機等攜帶性電子產品日益講求輕薄短小的趨勢，帶動系統級封裝(System in Package)市場的快速崛起，日月光研發總經理唐和明預期，在手機產業的驅動下，SiP技術的後續發展潛力無窮大，另外就下半年封測產業景氣來說，因通訊與PC市場轉強力道顯著，因此市況很熱絡。

  i' |9 J) w5 C' l+ t) r唐和明指出，系統級封裝除能讓終端電子產品合乎輕薄化的趨勢之外，因其省去基板、導線架、終端測試等製程與材料，對客戶來說，成本將顯著降低，以致於三年來，市場規模快速發展，舉凡藍芽、無線，與Wifi等手機相關模組都已大量採用，預計到了二○一一年，在 SiP的封裝市場中，手機相關零組件就會佔八成，另外同樣在低成本的優勢驅使下，預估接下來PC與消費性電子產品的相關零組件也會開始大量採用。
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0 v5 ]$ w/ {& {" W) A8 R5 z7 y以日月光來說，自二千年起鎖定兩領域深耕，其一為覆晶封測、晶圓級封裝與凸塊技術，其二為SiP封測技術，覆晶封測產能現今僅次於英特爾為世界第二，至於晶圓級封裝與凸塊技術已是世界第一，而就第二項的SiP技術來說，目前在手機相關的電源供應器模組、RF模組、GPS模組等技術層次與產能均具備世界第一的水準。

至於下世代封測產業中將崛起的新技術，唐和明透露是穿透性微孔封裝(through silicon VIA)將是下一代革命性的新技術，日月光早在一年半前便開始跟客戶共同合作研發，預計明年初便能開始試產，並在○九年開始普及，預期未來將能跟覆晶封測技術有相輔相成的效果，而成本降低與及時提供市場需求會是此類技術普及化的關鍵。

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工商時報/科技焦點/A10版]2007/7/9 涂志豪╱台北報導/綜合整理
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電子產品生命週期愈來愈短，晶片生命週期普遍來看由一年縮短至六個月至九個月，相較於系統單晶片(SoC)設計時間長達四個月，只花費二個月就可完成整合型晶片系統級封裝(System in Package ，SiP)技術近期已成為顯學。外資券商花旗環球證券在最新研究報告中預測，系統級封裝取代系統單晶片趨勢愈趨明確，封測廠及基板廠將受惠，晶圓代工廠、印刷電路板廠等可能面臨訂單流失壓力。

. [( P; q/ ^7 ]整合型晶片已成為現在半導體市場主流，如超微併購繪圖晶片大廠 ATI後，就計劃推出整合型處理器Fusion；包括高通、博通、邁威爾、聯發科在內的手機晶片廠，也基於晶片小尺寸化的趨勢，開始將8 02.11無線區域網路、藍牙、FM廣播等功能，整合在單一基頻晶片當中。
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  @+ T  j, {0 v  K; m# _& V3 N6 N: L不過系統單晶片設計時間長達四個月，若再加計晶圓製造及封裝測試的前置時間，新產品推出後可能很快就會被市場淘汰，無法搶下即時上市(time to market)的優勢，所以系統級封裝技術也因此興起，成為最佳解決方案，最佳例子就是英特爾為搶先推出四核心CPU，採用系統封裝將二顆雙核心CPU整合封裝為單顆四核心晶片。

日月光研發總經理唐和明表示，系統級封裝的優勢，在於可依據客戶對單一晶片需具備多重功能的需求，在最短時間內將多顆晶片封裝成一顆晶片，相較於系統單晶片需重頭開始設計，的確可以為客戶省下不少時間，提早在市場中推出新款晶片。唐和明也表示，系統級封裝就像個歐式自助餐(buffet)，要吃什麼東西就夾什麼東西，所以客戶要讓單一晶片具備什麼功能，只要把需要的晶片利用封裝技術整合在一起即可...