SoC封装技术与SIP封装技术之经典比较
鱼与熊掌:SoC,还是SiP?

可听到业界权威人士的高论 。 座谈会由 G r e 位微控制器和容量更大 的 2 ls at r n MB Fah存储器 , 公司两位高层主管 B ynL w s J Wakr 因此选用 SP来完成 ,以获得较经济的解决方 ra e i和 i m le i
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SoC与SiP各有千秋

∙SoC与SiP各有千秋两者之争仍将继续∙作者:更新时间: 2008-12-17∙来源:中国电子报∙NXP(恩智浦)半导体EefBagermanCarolineBeelen-HendrikxAlainRougier对生命周期相对较长的产品来说,SoC将继续作为许多产品的核心;而若对产品开发周期要求高、生命周期短、面积小、灵活性较高,则应使用SiP。
现代集成技术已经远远超越了过去40年中一直以摩尔定律发展的CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺。
人们正在为低成本无源元件集成和MEMS(微机电系统)传感器、开关和振荡器等电器元件开发新的基于硅晶的技术。
这意味着与集成到传统CMOS芯片相比,可以把更多的功能放到SiP封装(系统级封装)中,这些新技术并不会替代CMOS芯片,而只是作为补充。
如果没有足够的理由使用SiP,SoC将继续作为许多产品的核心,尤其是对生命周期相对较长的产品来说。
若对产品开发周期要求高、生命周期短、面积小、灵活性较高,则应使用SiP。
SiP的另一个应用领域是那些采用高级CMOS不能简单实现所需功能的产品,如MEMS和传感器应用,以及要求有完整的系统解决方案的产品。
SiP缩短产品开发周期在国际半导体技术路线图(ITRS)的推动下,摩尔定律的预言一再地被半导体行业的技术进步所印证,而CMOS工艺则一直是实现芯片晶体管时密度最高、成本最低的半导体工艺。
如果产品能用CMOS 工艺来制造,而且设计速度足够快,能够满足产品开发周期期限并实现大批量销售,那么系统级芯片(SoC)几乎总是最便宜、体积最小的解决方案。
例如,65nmCMOS工艺能将80万门电路封装到1mm 2的芯片上,45nm CMOS工艺则已经把160万门电路封装到1mm 2的芯片上。
在成本方面,先进的CMOSSoC,如NXP为汽车无线电或数字电视处理器开发的数字信号处理集成电路,实现了先进的多媒体功能,价格却只有几美元。
此外,CMOS不再局限于数字系统。
什么是系统级封装(SiP)技术?

什么是系统级封装(SiP)技术?SiP 可以将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,诸如 MEMS 或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。
这么看来,SiP 和 SoC 极为相似,两者的区别是什么?SiP 能最大限度地优化系统性能、避免重复封装、缩短开发周期、降低成本、提高集成度。
对比SoC,SiP 具有灵活度高、集成度高、设计周期短、开发成本低、容易进入等特点。
而SoC 发展至今,除了面临诸如技术瓶颈高、CMOS、DRAM、GaAs、SiGe 等不同制程整合不易、生产良率低等技术挑战尚待克服外,现阶段SoC 生产成本高,以及其所需研发时间过长等因素,都造成SoC 的发展面临瓶颈,也造就 SiP 的发展方向再次受到广泛的讨论与看好。
SiP 与其他封装形式又有何区别?SiP 与 3D、Chiplet 的区别Chiplet 可以使用更可靠和更便宜的技术制造,也不需要采用同样的工艺,同时较小的硅片本身也不太容易产生制造缺陷。
不同工艺制造的 Chiplet 可以通过先进封装技术集成在一起。
Chiplet 可以看成是一种硬核形式的 IP,但它是以芯片的形式提供的。
3D 封装就是将一颗原来需要一次性流片的大芯片,改为若干颗小面积的芯片,然后通过先进的封装工艺,即硅片层面的封装,将这些小面积的芯片组装成一颗大芯片,从而实现大芯片的功能和性能,其中采用的小面积芯片就是 Chiplet。
因此,Chiplet 可以说是封装中的单元,先进封装是由Chiplet /Chip 组成的,3D 是先进封装的工艺手段,SiP 则指代的是完成的封装整体。
通过 3D 技术,SiP 可以实现更高的系统集成度,在更小的面积内封装更多的芯片。
不过,是否采用了先进封装工艺,并不是SiP 的关注重点,SiP 关注系统在封装内的实现。
SiP 与先进封装也有区别: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。
(完整版)半导体封装技术向高端演进(从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP)

半导体器件有许多封装形式,按封装的外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、表面贴装型和高级封装三类。
从DIP、SOP、QFP、PGA、BGA到CSP再到SIP,技术指标一代比一代先进。
总体说来,半导体封装经历了三次重大革新:第一次是在上世纪80年代从引脚插入式封装到表面贴片封装,它极大地提高了印刷电路板上的组装密度;第二次是在上世纪90年代球型矩阵封装的出现,满足了市场对高引脚的需求,改善了半导体器件的性能;芯片级封装、系统封装等是现在第三次革新的产物,其目的就是将封装面积减到最小。
高级封装实现封装面积最小化芯片级封装CSP。
几年之前封装本体面积与芯片面积之比通常都是几倍到几十倍,但近几年来有些公司在BGA、TSOP的基础上加以改进而使得封装本体面积与芯片面积之比逐步减小到接近1的水平,所以就在原来的封装名称下冠以芯片级封装以用来区别以前的封装。
就目前来看,人们对芯片级封装还没有一个统一的定义,有的公司将封装本体面积与芯片面积之比小于2的定为CSP,而有的公司将封装本体面积与芯片面积之比小于1.4或1.2的定为CSP。
目前开发应用最为广泛的是FBGA和QFN等,主要用于内存和逻辑器件。
就目前来看,CSP的引脚数还不可能太多,从几十到一百多。
这种高密度、小巧、扁薄的封装非常适用于设计小巧的掌上型消费类电子装置。
CSP封装具有以下特点:解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题;封装面积缩小到BGA的1/4至1/10;延迟时间缩到极短;CSP封装的内存颗粒不仅可以通过PCB板散热,还可以从背面散热,且散热效率良好。
就封装形式而言,它属于已有封装形式的派生品,因此可直接按照现有封装形式分为四类:框架封装形式、硬质基板封装形式、软质基板封装形式和芯片级封装。
多芯片模块MCM。
20世纪80年代初发源于美国,为解决单一芯片封装集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上组成多种多样的电子模块系统,从而出现多芯片模块系统。
先进封装技术WLCSP和SiP的发展现状和趋势

先进封装技术WLCSP和SiP的发展现状和趋势关于先进封装工艺的话题从未间断,随着移动电子产品趋向轻巧、多功能、低功耗发展,高阶封装技术也开始朝着两大板块演进,一个是以晶圆级芯片封装WLCSP (Fan-In WLP、Fan-out WLP等)为首,功能指向在更小的封装面积下容纳更多的引脚数;另一板块是系统级芯片封装(SiP),功能指向封装整合多种功能芯片于一体,压缩模块体积,提升芯片系统整体功能性和灵活性。
图1:主要封装形式演进Source:拓璞产业研究所整理,2016.9WLCSP:晶圆级芯片封装(Wafer Level Chip Scale Package)也叫WLP。
与传统封装工艺相反,WLP是先封装完后再切割,因此切完后芯片的尺寸几乎等于原来晶粒的大小,相比传统封装工艺,单颗芯片封装尺寸得到了有效控制。
如何在更小的尺寸芯片上容纳更多的引脚数目?WLP技术利用重分布层(RDL)可以直接将芯片与PCB做连接,这样就省去了传统封装DA(Die attach)段的工艺,不仅省去了DA工艺的成本,还降低了整颗封装颗粒的尺寸与厚度,同时也绕过DA工艺对良率造成的诸多影响。
起初,Fan-In WLP单位面积的引脚数相对于传统封装(如FC BGA)有所提升,但植球作业也仅限于芯片尺寸范围内,当芯片面积缩小的同时,芯片可容纳的引脚数反而减少,在这个问题的节点上,Fan-out WLP诞生,实现在芯片范围外充分利用RDL做连接,以此获取更多的引脚数。
图2:从传统封装至倒装封装及晶圆级封装结构变化示意图Source:拓璞产业研究所整理,2016.9SiP:将不同功能的裸芯片通过整合封装的方式,形成一个集多种功能于一体的芯片组,有效地突破了SoC(从设计端着手,将不同功能的解决方案集成与一颗裸芯片中)在整合。
SoC封装技术与SIP封装技术的区别

SoC封装技术与SIP封装技术的区别随着物联网时代来临,全球终端电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计,因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SIP技术日益受到关注。
除了既有的封测大厂积极扩大SIP制造产能外,晶圆代工业者与IC基板厂也竞相投入此一技术,以满足市场需求。
早前,苹果发布了最新的apple watch手表,里面用到SIP封装芯片,从尺寸和性能上为新手表增色不少。
而芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升(摩尔定律),转向更加务实的满足市场的需求(超越摩尔定律)。
根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义:SIP为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。
SIP定义从架构上来讲,SIP 是将多种功能芯片,包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。
SOC定义将原本不同功能的IC,整合在一颗芯片中。
藉由这个方法,不单可以缩小体积,还可以缩小不同IC 间的距离,提升芯片的计算速度。
SOC称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。
同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。
SOC与SIP之比较自集成电路器件的封装从单个组件的开发,进入到多个组件的集成后,随着产品效能的提升以及对轻薄和低耗需求的带动下,迈向封装整合的新阶段。
在此发展方向的引导下,形成了电子产业上相关的两大新主流:系统单芯片SOC(System on Chip)与系统化封装SIP (System in a Package)。
两种先进的封装技术SOC和SOP

两种先进的封装技术SOC和SOP两种先进的封装技术SOC和SOP摘要:为了能够实现通过集成所获得的优点,像高性能、低价格、较小的接触面、电源管理和缩短产品进入市场的时间,出现了针对晶圆级的系统级芯片(systemonachip简称SOC)和针对组件级的系统级组件(system on a pakage简称SOP)。
本文介绍宁SOC和SOP的益处、功能和优点。
关键词:封装技术;系统级芯片;系统级组件1 引言随着集成电路(IC)的发明,系统集成技术进一步加速了半导体的发展。
现如今在降低至最小0.13μm 特征尺寸上能够比以往一个芯片具有更多的功能,这样就能够满足存储芯片、多处理单元(multi processing units简称MPU)、图形处理、数字信号处理器(digitalsignalprocessors简称DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuits简称ASIC)以及其它器件的功能特性和能力的增加。
目前,在一个芯片或者说一个单元上,需要集成不同的功能,例如:MPU、图像处理、存储器(SRAM,闪存,DRAM)、逻辑推理器、DSP、信号混合器、射频(Radiofrequency简称RF)和外围功能。
为了能够实现通过集成所获得的优点,像高性能、低价格、较小的接触面、电源管理和缩短进入市场的时间,为此出现了针对晶圆级的系统级芯片(system on a chip简称SOC)和针对组件级的系统级组件(system on a package简称SOP)。
下文对此作简单介绍。
2 系统级芯片系统级芯片能够将各种功能集成在一个单一的芯片上面。
通常是将MPU、DSP、图像处理、存储和逻辑推理器集成在一个10×l0mm或者更大的管芯上面,通常具有多达500至2000个焊盘。
这些包括ASIC器件的系统可似满足网络服务器、电信转换站、多频率通讯和高端计算机的应用需要。
系统集成封装SiP技术发展路径

系统集成封装SiP技术发展路径系统集成封装SiP技术发展路径随着通信技术的快速发展,系统集成封装(SiP)技术成为了现代通信领域的重要组成部分之一。
SiP技术的发展路径可以追溯到最早的芯片级封装(CoB),然后逐渐演变为片上封装(SoP),最终发展为系统集成封装(SiP)技术。
首先,芯片级封装(CoB)技术是SiP技术发展的最早阶段。
在这个阶段,集成电路芯片直接封装在一个小型的封装基板上,通过焊接等方式与其他元件连接。
这种封装方式简单、成本低廉,但由于集成度较低,功能受限。
随着技术的进步,片上封装(SoP)技术应运而生。
SoP技术是将多个芯片封装在一个封装基板上,并通过封装基板上的互联结构连接各个芯片。
这种封装方式可以实现更高的集成度,提供更多的功能。
SoP技术的发展使得多芯片系统的封装变得更加灵活、高效。
然而,随着通信技术的不断进步,对系统集成的需求不断增长,SoP技术已经无法满足这一需求。
因此,系统集成封装(SiP)技术应运而生。
SiP技术是将多个芯片封装在一个封装基板上,并通过封装基板上的互联结构连接各个芯片,同时还可以集成其他电路元件和外围设备。
SiP技术可以实现更高的集成度和更强大的功能,同时还能够提供更好的性能和稳定性。
随着SiP技术的迅速发展,它已经在许多领域得到了广泛应用。
在移动通信领域,SiP技术可以实现更小、更轻、更高性能的移动设备。
在物联网领域,SiP技术可以实现多种传感器、处理器和通信模块的集成,提供更便捷、高效的智能设备。
在医疗领域,SiP技术可以实现多种医疗传感器和处理器的集成,提供更精确、可靠的医疗设备。
在工业控制领域,SiP技术可以实现多种控制器和通信模块的集成,提供更灵活、高效的控制系统。
总之,系统集成封装(SiP)技术的发展路径可以追溯到芯片级封装(CoB)技术,然后演变为片上封装(SoP)技术,最终发展为系统集成封装(SiP)技术。
SiP技术的发展使得集成度和功能得以极大提升,广泛应用于移动通信、物联网、医疗和工业控制等领域,为现代通信技术的发展做出了重要贡献。
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SoC 封装技术与SIP 封装技术之经典比较
随着物联网时代来临,全球终端电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计,因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SIP 技术日益受到关注。
除了既有的封测大厂积极扩大SIP 制造产能外,晶圆代工业者与IC 基板厂也竞相投入此一技术,以满足市场需求。
早前,苹果发布了最新的apple watch 手表,里面用到SIP 封装芯片,从尺
寸和性能上为新手表增色不少。
而芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升(摩尔定律),转向更加务实的满足市场的需求(超越摩尔定律)。
根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义:SIP 为将多个具有不同功能的
有源电子元件与可选无源器件,以及诸如MEMS 或者光学器件等其他器件优先组装到一起,实现一定功能的单个标准封装件,形成一个系统或者子系统。
SIP 定义
从架构上来讲,SIP 是将多种功能芯片,包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。
SOC 定义
将原本不同功能的IC,整合在一颗芯片中。
藉由这个方法,不单可以缩小体积,还可以缩小不同IC 间的距离,提升芯片的计算速度。
SOC 称为系统级芯片,也有称片上系统,意指它是一个产品,是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。
同时它又是一种技术,用以实现从确定系统功能开始,到软/硬件划分,并完成设计的整个过程。
SOC 与SIP 之比较
自集成电路器件的封装从单个组件的开发,进入到多个组件的集成后,随。