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SiP與先進封裝的異同點

時間:2024-08-02  點擊次數(shù):1672

SiP與先進封裝的異同點

來源:半導體行業(yè)觀察

  SiP系統(tǒng)級封裝(System in Package),先進封裝HDAP(High Density Advanced Package),兩者都是當今芯片封裝技術(shù)的熱點,受到整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈的高度關(guān)注。那么,二者有什么異同點呢?

  有人說SiP包含先進封裝,也有人說先進封裝包含SiP,甚至有人說SiP和先進封裝意思等同。

  這里,我們首先明確SiP≠先進封裝HDAP,兩者主要有3點不同:1)關(guān)注點不同,2)技術(shù)范疇不同, 3)用戶群不同。

  除了這3點不同之外,SiP和HDAP也有很多相同之處,兩者在技術(shù)范疇上有很大的重疊范圍,有些技術(shù)既屬于SiP也屬于先進封裝。

  1)關(guān)注點不同

  SiP的關(guān)注點在于:系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實現(xiàn),所以系統(tǒng)是其重點關(guān)注的對象,和SiP系統(tǒng)級封裝對應(yīng)的為單芯片封裝;

  先進封裝的關(guān)注點在于:封裝技術(shù)和工藝的先進性,所以先進性的是其重點關(guān)注的對象,和先進封裝對應(yīng)的是傳統(tǒng)封裝。

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  SiP對應(yīng)單片封裝/先進封裝對應(yīng)傳統(tǒng)封裝

  SiP是系統(tǒng)級封裝,因此SiP至少需要將兩顆以上的裸芯片封裝在一起,例如將Baseband芯片+RF芯片封裝在一起形成SiP,單芯片封裝是不能稱之為SiP的。

  先進封裝HDAP則不同,可以包含單芯片封裝,例如FOWLP (Fan Out Wafter Level Package) 、FIWLP (Fan In Wafter Level Package)。

  先進封裝強調(diào)封裝技術(shù)和工藝的先進性,因此,采用Bond Wire等傳統(tǒng)工藝的封裝不屬于先進封裝。

  此外,有些封裝技術(shù)既屬于SiP也屬于HDAP,下圖顯示的是 i watch采用的SiP技術(shù),因為其封裝技術(shù)和工藝比較先進,也可以稱為先進封裝技術(shù)。

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  i Watch 采用了SiP技術(shù)

  2)技術(shù)范疇不同

  參考下圖,先進封裝的技術(shù)范疇用橙紅色表示,SiP技術(shù)范疇用淡綠色表示,兩種重疊的部分呈現(xiàn)為橙黃色,位于該區(qū)域的技術(shù)既屬于SiP也屬于HDAP。

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  HDAP和SiP的技術(shù)范疇

  從圖中我們可以看出,F(xiàn)lip Chip、集成扇出型封裝INFO (Integrated Fan Out) 、2.5D integration、3D integration、Embedded技術(shù)既屬于HDAP也同樣會應(yīng)用于SiP;

  單芯片的FIWLP、FOWLP、FOPLP (Fan Out Panel Level Package)屬于先進封裝,但不屬于SiP;

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  FIWLP 和 FOWLP

  腔體 Cavity、Bond Wire、2D integration、2D+ integration、4D integration多應(yīng)用在SiP中,通常不屬于先進封裝。

  當然,以上的分類也不是絕對的,只是表明絕大多數(shù)情況下的技術(shù)范疇。

  例如,INFO技術(shù)屬于FOWLP,由于集成了2顆以上的芯片,因此也可以被稱為SiP;FliP Chip 屬于2D integration,但一般也被認為是先進封裝。

  腔體Cavity技術(shù)常用在陶瓷封裝的基板設(shè)計制造中,通過腔體結(jié)構(gòu),可以縮短鍵合線長度,提高其穩(wěn)定性,屬于一種傳統(tǒng)封裝技術(shù),但也不能排除先進封裝中采用Cavity對芯片進行嵌入和埋置。

  關(guān)于以上概念和名詞的詳細解釋,推薦讀者參考電子工業(yè)出版社即將出版的新書:《基于SiP技術(shù)的微系統(tǒng)》。

  3)用戶群不同

  對于SiP和先進封裝HDAP,從晶圓廠(Foundry)到半導體封測廠(OSAT),再到板級系統(tǒng)電路裝配運營商(System user),半導體的整個產(chǎn)業(yè)和供應(yīng)鏈都涉及在內(nèi),但不同的用戶群關(guān)注點又有所不同。

  Foundry主要關(guān)注先進封裝中密度最高,工藝難度最高的部分,例如2.5D integration和3D integration,OSAT關(guān)注面比較廣泛,從單芯片的WLCSP到復雜的系統(tǒng)級封裝SiP都有關(guān)注,系統(tǒng)用戶System user則對SiP關(guān)注較多,參看下圖。

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  HDAP和SiP的用戶群分布

  此外,從上圖我們也可以看出,雖然HDAP和SiP的芯片數(shù)量相當(除了單芯片的WLP),SiP在芯片種類上通常會更多,類別更豐富。

  SiP和先進封裝技術(shù)受到整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)注,其技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的小型化、低功耗、高性能等方面,它們能解決目前電子系統(tǒng)集成的瓶頸。其技術(shù)本身來看目前并沒有瓶頸,只是在裸芯片的供應(yīng)鏈和芯片間相關(guān)的接口標準需要提升和逐步完善。

  從目前如Chiplet和異構(gòu)集成等概念得到業(yè)界的積極響應(yīng)和普遍應(yīng)用,裸芯片供應(yīng)鏈和芯片之間的接口標準也有望逐漸得到改善。

  最后我們總結(jié)一下:

  SiP和先進封裝HDAP高度重合,但并不完全等同,SiP 重點關(guān)注系統(tǒng)在封裝內(nèi)的實現(xiàn),而HDAP則更專注封裝技術(shù)和工藝的先進性,此外,兩者的技術(shù)范疇和用戶群也不完全相同。

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