SiP（System in Package）系統級封裝技術

    SiP（System in Package）系統級封裝技術正成為當前電子技術發展的熱點，受到了來自多方面的關注，這些關注既來源于傳統封裝Package設計者，也來源于傳統的MCM設計者，更多來源于傳統的PCB設計者，甚至SoC的設計者也開始關注SiP。

    和Package比較而言，SiP是系統級的多芯片封裝，能夠完成獨立的系統功能。

    和MCM比較而言，SiP是3D立體化的多芯片封裝，其3D主要體現在芯片堆疊和基板腔體上，同時，SiP的規模和所能完成的功能也比MCM有較大提升。

    和PCB比較而言，SiP技術的優勢主要體現在小型化、低功耗、高性能方面。實現和PCB同樣的功能，SiP只需要PCB面積的10-20%左右，功耗的40%左右，性能也會有比較大的提升。

    和SoC比較而言，SiP技術的優勢主要體現在周期短、成本低、易成功方面。實現同樣的功能，SiP只需要SoC研發時間的10-20%，成本的10-15%左右，并且更容易取得成功。因此，SiP被很多行業用戶作為SOC建設的低成本、短期替代方案，SOC項目開始時以SiP作為先行者，迅速且低成本地做出SiP產品，當SiP在項目上取得一定的階段性成果之后，收到多方認可和支持，再將重心轉到SOC研發上。

    對于航天應用中的抗輻照設計，國內外已經開始考慮在SiP封裝外殼材料上進行抗輻照加固處理，這樣比在板級加固效果要更好，而且重量更輕，更利于航天應用。

    SiP和PCB相比，由于面積更小，互聯線更短，所以其高頻特性更好。同時，由于互聯線短，消耗在傳輸線的能量更少，從而也在一定程度上節省了功耗，實現了降低功耗的作用，在高速電路設計中這種效果尤其明顯。

    SiP是IC產業鏈中知識、技術和方法相互交融滲透及綜合應用的結晶，它最大限度地靈活應用各種不同芯片資源和封裝互連優勢。

    SiP系統級封裝技術能最大程度上優化系統性能，避免重復封裝,縮短開發周期、降低成本并提高集成度,掌握這項新技術是進入主流封裝領域之關鍵。

    在國際上，SiP技術被廣泛應用于航空航天、軍工、無線通信、傳感器、計算機和網絡等方面。

    目前全世界封裝產值只占IC總產值的10%左右，當SiP技術被封裝企業掌握后，產業格局就要開始調整,封裝行業將會出現一個跳躍式的發展，這是中國發展具有IP核的大好時機。毋須置疑，SiP技術不僅面臨著更大的機遇和挑戰，而且也孕育著更為廣闊的發展空間。

    SiP技術是近些年來國內外研究的重點，是電子系統小型化的重要手段，SiP可以通過傳統的微組裝技術來實現3D系統級封裝，表現為芯片堆疊、封裝堆疊及基板堆疊等方式來實現，另一種方式是通過硅通孔技術（TSV）實現系統級封裝。

    在國內，越來越多的電子設計工程師開始關注和學習SiP的技術，但由于目前關于SiP設計和仿真方面的綜合書籍很缺乏，設計者往往無從下手，這在一定程度上也阻礙了SiP技術在國內的快速發展。

    Mentor Expedition(Xpedition)是一款專業的SiP設計工具，包括原理圖設計、版圖布線設計、電學分析及熱分析等模塊，可以實現芯片堆疊、基板堆疊、復雜腔體結構設計，是一款真正意義上的3D設計工具。

    《SiP系統級封裝設計與仿真》一書重點基于Mentor EE Flow設計平臺，介紹了SiP設計與仿真的全流程。特別對鍵合線（Wire Bonding）、芯片堆疊（Die Stacks）、腔體（Cavity）、倒裝焊（Flip Chip）及重分布層（RDL）、埋入式無源元件（Embedded Passive Component）、參數化射頻電路（RF）、多版圖項目管理、多人實時協同設計（Xtreme）、3D實時DRC等最新的SiP設計技術及方法做了詳細的闡述。在本書的最后一章介紹了SiP仿真技術，并通過實例闡述了SiP的仿真方法。

    該書適合SiP設計用戶、封裝及MCM設計用戶，PCB設計的高級用戶，所有對SiP技術感興趣的設計者和課題領導者，以及尋求系統小型化、低功耗、高性能解決方案的科研工作者。

原文始發于微信公眾號（SiP與先進封裝技術）：SiP（System in Package）系統級封裝技術