SiP系统级封装(SysteminPackage),先进封装HDAP(HighDensityAdvancedPackage),两者都是当今芯片封装技术的热点,受到整个半导体产业链的高度关注。那么,二者有什么异同点呢?

 

 

有人说SiP包含先进封装,也有人说先进封装包含SiP,甚至有人说SiP和先进封装意思等同。

 

这里,我们首先明确SiP≠先进封装HDAP,两者主要有3点不同:1)关注点不同,2)技术范畴不同,3)用户群不同。

 

除了这3点不同之外,SiP和HDAP也有很多相同之处,两者在技术范畴上有很大的重叠范围,有些技术既属于SiP也属于先进封装。

 

1)关注点不同

SiP的关注点在于:系统在封装内的实现,所以系统是其重点关注的对象,和SiP系统级封装对应的为单芯片封装;先进封装的关注点在于:封装技术和工艺的先进性,所以先进性的是其重点关注的对象,和先进封装对应的是传统封装。

 

 

SiP对应单片封装/先进封装对应传统封装

SiP是系统级封装,因此SiP至少需要将两颗以上的裸芯片封装在一起,例如将Baseband芯片+RF芯片封装在一起形成SiP,单芯片封装是不能称之为SiP的。先进封装HDAP则不同,可以包含单芯片封装,例如FOWLP(FanOutWafterLevelPackage)、FIWLP(FanInWafterLevelPackage)。先进封装强调封装技术和工艺的先进性,因此,采用BondWire等传统工艺的封装不属于先进封装。此外,有些封装技术既属于SiP也属于HDAP,下图显示的是iwatch采用的SiP技术,因为其封装技术和工艺比较先进,也可以称为先进封装技术。

 

 

iWatch采用了SiP技术

2)技术范畴不同参考下图,先进封装的技术范畴用橙红色表示,SiP技术范畴用淡绿色表示,两种重叠的部分呈现为橙黄色,位于该区域的技术既属于SiP也属于HDAP。

 

 

HDAP和SiP的技术范畴从图中我们可以看出,FlipChip、集成扇出型封装INFO(IntegratedFanOut)、2.5DintegraTIon、3DintegraTIon、Embedded技术既属于HDAP也同样会应用于SiP;单芯片的FIWLP、FOWLP、FOPLP(FanOutPanelLevelPackage)属于先进封装,但不属于SiP;

 

 

FIWLP和FOWLP腔体Cavity、BondWire、2DintegraTIon、2D+integraTIon、4Dintegration多应用在SiP中,通常不属于先进封装。当然,以上的分类也不是绝对的,只是表明绝大多数情况下的技术范畴。例如,INFO技术属于FOWLP,由于集成了2颗以上的芯片,因此也可以被称为SiP;FliPChip属于2Dintegration,但一般也被认为是先进封装。腔体Cavity技术常用在陶瓷封装的基板设计制造中,通过腔体结构,可以缩短键合线长度,提高其稳定性,属于一种传统封装技术,但也不能排除先进封装中采用Cavity对芯片进行嵌入和埋置。

 

关于以上概念和名词的详细解释,推荐读者参考电子工业出版社即将出版的新书:《基于SiP技术的微系统》。

 

3)用户群不同对于SiP和先进封装HDAP,从晶圆厂(Foundry)到半导体封测厂(OSAT),再到板级系统电路装配运营商(Systemuser),半导体的整个产业和供应链都涉及在内,但不同的用户群关注点又有所不同。Foundry主要关注先进封装中密度最高,工艺难度最高的部分,例如2.5Dintegration和3Dintegration,OSAT关注面比较广泛,从单芯片的WLCSP到复杂的系统级封装SiP都有关注,系统用户Systemuser则对SiP关注较多,参看下图。

 

 

HDAP和SiP的用户群分布

此外,从上图我们也可以看出,虽然HDAP和SiP的芯片数量相当(除了单芯片的WLP),SiP在芯片种类上通常会更多,类别更丰富。SiP和先进封装技术受到整个半导体产业链的关注,其技术优势主要体现在产品的小型化、低功耗、高性能等方面,它们能解决目前电子系统集成的瓶颈。其技术本身来看目前并没有瓶颈,只是在裸芯片的供应链和芯片间相关的接口标准需要提升和逐步完善。从目前如Chiplet和异构集成等概念得到业界的积极响应和普遍应用,裸芯片供应链和芯片之间的接口标准也有望逐渐得到改善。最后我们总结一下:SiP和先进封装HDAP高度重合,但并不完全等同,SiP重点关注系统在封装内的实现,而HDAP则更专注封装技术和工艺的先进性,此外,两者的技术范畴和用户群也不完全相同。