SiP和SoC的协同发展

随着电子技术的飞速发展，集成电路正沿着三个方向发展：一是集成电路芯片的特征尺寸向不断缩小的方向发展；二是大量的不同需求催生多种类型的集成电路芯片；三是为满足小型化而朝着系统集成方向发展。因此国际上提出，一方面，半导体技术將延续摩尔定律（More Moore）发展，不断增强系统级芯片(SoC）的功能和集成度；另一方面，更多类型、更多功能的芯片或器件将通过系统级封裝（SiP）实现集成，向着超越摩尔定律的方向发展。

SoC 和SiP 技术是两种有效的系统集成解决方案，各有优缺点，也有各自特定的应用场景，为持续改善电子系统的性能、功耗、成本和尺寸提供了新的发展途径。随着半导体器件尺寸的特续缩小，SoC 将会面临诸如工艺波动严重、光刻成本增加、器件性能变差、器件功耗增加等严峻挑战。由于工艺不同，SoC将模拟、射频、数字甚至光电 功能整合在一起的难度很大，天线、MEMS 等徽机械结构的集成更加困难。而且在大多数情况下，SoC 的成本要高于不同功能分立器件的总和，因此 SiP 技术越来越受到业界重视。SP 技术是基于 SoC 技术发展起来的，具有灵活、易于扩展的特点，是SoC 技术的有效补充，但不会替代 SoC技术。以光电集成技术为例，限于当前光电子技术和集成制造工艺发展水平的限制，完全实现高性能的单片光电集成还有很多技术难题需要攻克，光子和电子混合集成在设计、加工、性能等方面仍旧具有巨大的优势。光子集成电路和电子集成电路技术的成熟和进步，推动了光电混合集成 SiP 成为光电组件及光模块的关键技术。而通信容量的增加，以及光电网络的升级改造，对光电混合集成的带宽、功耗等方面提出了严格的要求，进而推动光子集成电路和电子集成电路在带宽、功耗、制造工艺及集成方式等关键技术的进步，以满足光电组件.光电模块和光电系统的指标要求。

随着新原理、新方法的采用，硬件与软件联合设计，以及制造工艺水平工艺兼容性的提高，SoC 的功能将会得到快速发展，对 SiP 技术工艺能力的需求也越来越高。高性能 SiP 的实现也会对 SoC 的引脚布局、物理尺寸、材料体系KGD (Known Good Die) 等提出要求。制造设备的提升，新型材料的引入，以及封装工艺能力的不断提升，也会支撑 SiP 技术扩展到基于更高端 SoC 的系统异质集成的应用。在基于 SoC 进行系统级封装的过程中，许多新的封装形式和封装技术被相继提出，这对 SoC 和SiP 从设计、材料、工艺、测试等多方面提出了新的挑战，因而需要 SoC和 SiP 在诸如信号完整性、热管理可靠性、测试及互连制造技术等方面协同设计、互为补充、共同发展SoC 和 SiP 技术融合示意图如图所示。

审核编辑：汤梓红