越来越热的SiP
越来越热的SiP
如今，SiP封装技术已经不仅仅是传统封装厂和晶圆代工厂的战场了。因为越来越多的其他领域的企业开始逐渐发力SiP芯片封装。近日，据日经亚洲的报道，系统组装商歌尔和立讯精密或正在为苹果提供SiP服务。汽车Tier 1厂商德赛西威也在今年开始部署车规SiP业务。另据业内专业人士透露，美的、TCL、海信等这样的终端生产商也开始布局SiP封装。SiP这项技术已经逐渐跨越了产业链的界限，成为各大相关行业厂商追逐的新宠儿。
延续摩尔定律，SiP市场前景广阔
SiP被业界认为是延续摩尔定律的必然选择路径。SiP（System in Package）将具有不同功能的主动元件和被动元件，以及诸如微机电系统（MEMS）、光学（Optic）元件、处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内，成为可提供多种功能的单颗标准封装元件，形成一个功能齐全的子系统。
随着全球终端电子产品的发展不断地朝向轻薄短小、多功能、低功耗等趋势迈进，对于空间节省、功能提升，以及功耗降低的要求越来越高，SiP是实现的主要路径。再加上5G的来临，也提升了手机的SiP需求。SiP从终端电子产品角度出发，不再一味关注芯片本身的性能和功耗，而是转向更加务实的满足市场需求。SiP系统级封装的作用确实越来越重要，也因此吸引了不少厂商在SiP上进行布局。
但SiP需要不同专业领域来互相配合，包括IC基板、封装技术、模组设计与系统整合能力等。当下，从国内半导体产业结构来看，各领域分布广泛且逐渐完整，已经具有上中下游合作的基础条件。这对于从业者来说，是很好的发展机会。
多家厂商发力SiP，为哪般？
纵观这些发力SiP的厂商，其所处的领域各不相同，目的也各异，大抵可以分为这么几类：
一类是单一大宗类产品的主要代工厂商，如歌尔微和立讯精密。他们所处的是手机、耳机、手表、平板等这种单一却出货量巨大的智能设备市场，他们可以形成大规模生产的规模优势。
由于智能设备的运动和健康属性持续加强，小巧、时尚、长续航等成为重要的发展趋势，要想设备小型化和轻薄化，有两种主要的技术方案：一是系统单芯片SoC，再一个是系统化封装SiP。但IC制程逐渐达到物理极限，在成本方面并再不具经济优势；而SiP相较于SoC具有可以异构集成、开发周期短、开发成本低等优势。成为后摩尔时代业界发展的一大方向。
歌尔和立讯精密作为智能终端的核心供货商，也是看到了SiP技术在这其中所起的作用，于是大力发展SiP。歌尔和立讯精密两家发力SiP芯片封装技术，主要是为争夺苹果AirPods的代工订单。
SiP技术基本都已早早的出现在苹果的手机和穿戴产品中。AppleWatch自2015年第一代开始就采用SiP工艺，将包括CPU、存储、WiFi、触控、音频等30多个独立组件，20多个芯片，8000多个元器件都集成在1mm厚度的狭小空间内。Airpods pro也是如此，穿戴设备是SiP的一大推动力，据Yole称，2020年可穿戴SiP市场的业务规模是1.84亿美元，预估到2026年，可穿戴设备SiP市场将达到3.98亿美元，增长率为14%。
在歌尔微电子看来，在前端环节，在向集成化发展的过程中，Si和III-V族化合物芯片工艺制程不兼容，IC与MEMS工艺不兼容，主动器件与无源器件工艺不兼容，采用SoC无法将不同材料、不同工艺的器件异质集成，而SiP可以利用异质集成解决不同芯片工艺的兼容问题。此外，SiP还在专利壁垒，开发成本、研发周期方面具有优势。在后端环节，SiP相对于传统的PCBA也具有很多优点，如减小尺寸、增强性能、延长产品生命周期，降低后端应用企业的设计难度以及供应链管理成本，提高产品可靠性等。
发展SiP业务，不仅可以使歌尔微拿下更多的AirPods订单，还可以使得歌尔微提供从设计到封测再到成品的一站式服务。此外，歌尔的整机业务，如耳机、AR/VR、穿戴设备等对产品小型化和SiP业务的出海口。
2020年立讯精密因为收购了纬创资通位于昆山的iPhone工厂及两家全资子公司，成为苹果首家中国内地代工厂商，切入苹果iPhone手机组装领域。2021年立讯精密便约拿下3%的 iPhone代工订单。此次据日经亚洲的报道，立讯精密正在为苹果的AirPod耳机的构建芯片系统级封装 (SiP)。这对立讯精密来说，也是收获了高度的认可。
今年2月21日，立讯精密发布公告表示，公司拟定增募资不超过135亿元，其中，半导体先进封装及测试产品生产线建设项目拟投资金额9.5亿元，该项目主要专注于半导体先进封测及测试产品的研发、生产和销售，相关产品主要应用于消费性电子移动终端领域，建设周期2年。
长远来看，发展好了SiP对两家公司以后扩展其他业务也是大有裨益的。例如歌尔微还推出了采用SiP系统级封装的UWB模组，UWB GSUB-0001和UWB GSUB-0002。而最近，立讯精密也正式参与了车企代工的产业链，提高芯片封装上的技术也将提升其在汽车领域的影响力。
另一类是相对出货量也很大的电子产品终端生产商，如美的、TCL、海信等。据业内专业人士告诉笔者，他们的产品种类颇多，虽然不如苹果手机等这样的电子产出出货量多，但为了保持技术的先进性和功耗等问题，在芯片集成的大趋势下，这些厂商也有意在向SiP上进击，而且对他们来说，也并不需要增加太多的成本。
再一个是如德赛西威这样的汽车Tier 1厂商，为了提升自身产品的附加值，提高可靠性和质量，再加上SoC逐渐走到极限，所以转向SiP多方布局。
现在汽车电子内部的功能越来越多，汽车电子也越发需要SiP封装技术。汽车电子中不同类型、工艺的芯片之间颇多，所以要采用SiP整合的方式形成一个完整的控制系统。目前，SiP方案可微处理器、存储器、输入输出接口、模数转换器等大规模集成电路及合成发动机控制单元。另外，汽车防抱死系统、燃油喷射控制系统、安全气囊电子系统、方向盘控制系统、轮胎低气压报警系统等采用SiP的形式也在不断增多。
在这样的背景下，汽车Tier 1厂商德赛西威宣布从2022年开始着手部署SiP车规级业务。这也是国内汽车电子领域首家部署SiP业务的企业。据悉，德赛西威前期已经做了大量筹备工作，学习并掌握SiP关键技术。据其介绍，德赛西威采用稳定性好、重复性高、可实现植球质量自反馈的全自动化植球设备，提升产品质量与效率；利用双面多角度在线喷淋清洗设备，保证产品洁净度；使用高精度、高效率、耐高温、无空洞的点胶技术，提升产品可靠性。德赛西威将持续投入上亿资本，打造行业领先、高精度、高稳定性的全自动化SiP线体，其年产能有望在两年内突破150万台。
除了上文中提到的这几大市场，据行业人士点出，还有大量工业和医疗类领域的分散且单一产品出货量小的SiP需求，如CT机器、高铁、飞机等这样的厂商，处于这些领域的企业不适合、没必要（不值当）或者没有充足的资本来搭建一条专业的SiP产线和团队，SiP产品一般较为复杂，对工程人员的要求多且高。所以这些分散的厂商就需要共用SiP产线，但大的封装厂又不太喜欢生产此类产品，其中原因包括机台的利用率和人工占比等多方面问题。
如同当初封装代工行业的兴起一样，摩尔精英也看中了这背后“单品小量”但却整体庞大的SiP需求，自建了SiP工厂。摩尔精英无锡SiP先进封测中心的建成就是为了解决市场上多样化，年产量在1KK左右的产品需求。对SiP封装厂商来说，可与IC设计企业和庞大的终端应用企业紧密合作，以此来满足这些企业对产品的各种设计需求。
莫大康此前曾表示，中国半导体封装业必须两头抓。首先要大力开发先进技术，进军高端市场。如果仅仅聚焦于中低端市场，推出低附加值的产品技术，企业很难形成规模并做强做大。我国封装企业必须积极开发先进技术，结合巨大的应用市场，走以产品为特色的发展路径，SiP、Chiplet等技术是重点研发方向。
结语
从SiP的产业链的变革和变化来看，以后半导体产业链将不再只是传统的垂直式链条，终端的设备厂商、IC设计企业、封测厂商、Foundry等彼此交叉协作，实现产业升级将成为不二选择。
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