关于后摩尔时代产业链的分析和介绍

在摩尔定律提出的前三十年，新工艺制程的研发并不困难，但随着特征尺寸越来越接近宏观物理和量子物理的边界，现在先进工艺制程的研发越来越困难，研发成本也越来越高。如果工艺制程继续按照摩尔定律所说的以指数级的速度缩小特征尺寸，会遇到两个阻碍，首先是经济学的阻碍，其次是物理学的阻碍。

由于两大阻碍的存在，继续简单粗暴地缩小特征尺寸将会变得越来越困难。为了解决阻碍问题，产业界和学术界给出了三个方向，一是“More Moore继续深度摩尔”，二是“More than Moore超越摩尔”，三是“Beyond CMOS超越CMOS”。

针对 “More Moore继续深度摩尔”和“More than Moore超越摩尔”这两条路径，分别诞生了两种产品SoC（System On a Chip系统级芯片）和SiP（System In a Package系统级封装）。SoC是摩尔定律继续往下走下的产物，而SiP则是实现超越摩尔定律的重要路径。两者都是实现在芯片层面上实现小型化和微型化系统的产物。

根据国际半导体路线组织（ITRS）的定义：SiP（System In a Package系统级封装）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元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。简而言之，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。与SoC（System On a Chip系统级芯片）相对应。不同的是系统级封装是采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式，而SOC则是高度集成的芯片产品。从封装发展的角度来看，SiP是SoC封装实现的基础。

半导体技术向多元化转型是未来市场增长动力。从130纳米到28纳米时代都属于“一枝独秀”，例如130纳米/90纳米时代的台式电脑 、65纳米时代的移动电脑、40/28纳米时代的大数据 ，20/16/14纳米时代的移动智能终端；摩尔定律放缓后，进入后摩尔时代，相关多元化技术加入推动市场规模持续增长，已经从“一枝独秀”来到“百花齐放”，例如10纳米时代的边缘计算、AR/VR，再到7/5/3纳米时代，更是有物联网、5G通信、智能汽车、人工智能等推动市场增长。

面对多元化进程中市场新的应用需求，如更高的计算能力（More computation power）、更多功能要求（More Functional requirement）、高频（high frequency）、低功耗（low power consumption），异质系统集成是关键解决方案之一，当然也可以按照摩尔定律继续艰难前行。

事实上，集成电路（Integrated Circuit）中集成是电路永恒的追求。人类为了追求芯片的性能和功能，一直都走在集成的道路上。在集成电路发明60多年来，从最早期的晶体管集成（SSI到MSI到LSI到VLSI再到今天的ULSI）；当晶体管集成到了亿级时，再想要集成更多的晶体管，成本将大大增加，于是出现了芯片集成，就是通常所说的SoC（System On a Chip系统级芯片）；也出现了封装集成，就是本文所指的SiP；也包括板级集成(SoB,System on board或Board-Level Sysem Integration)。

系统集成将造成集成电路产业链（晶圆代工Foundry、委外封测代工OSAT、电子制造服务EMS和系统厂商）各有重叠重整，带来新的竞争和机遇。

SiP技术的集成方式比较灵活多样，具有更大的设计自由度，进入市场的周期比较短，研究开发费用也较SoC低，NRE(Non-Recurring Engineering)费用也比较低，所以虽然无法完全取代具有更高集成度水平的单芯片硅集成技术SoC，但可在某些应用市场上作为一种变通方案代替SoC。特别是针对有更多功能、更高频率、更低功耗需求的应用市场，包括5G通信用的射频前端、物联网用的传感器芯片、智能汽车用的功率芯片，SiP将发挥更多优势。

而相比SoB技术时，SiP技术能提供更佳性能指标、更小尺寸的产品，以满足系统的需求。

相比较而言，SoC、SiP、SoB三大集成技术中，笔者认为SiP具有更多的优势，也将有更多的机遇，或将成为大赢家。

“第三届中国系统级封装大会”（SiP Conference China 2019）被广泛认为是中国至关重要的SiP大会，由博闻创意会展（深圳）有限公司主办。本次大会将涵盖11 项热门议题和 40+ 国内外重磅演讲嘉宾，分享面向5G、手机、loT和可穿戴设备等应用的SiP系统解决方案，并围绕SiP测试、组装工艺与技术，带来先进的5G材料和基片解决方案，共同探寻SiP业务与技术趋势。