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0 引言随着国防军工、计算机和汽车电子产业的发展，电子产品和系统要求实现功能强、性能优、体积小、重量轻之特性，从当前电子产品及芯片发展的技术领域来考虑，实现该功能的电子产品有两种方式：其一，从芯片设计角度出发，依赖于 SoC 片上系统芯片设计及制造技术的发展和推进；其二，从芯片封装技术的角度考虑，依赖于近年来逐步发展和成熟起来的先进封装技术的支持。
SoC（System on Chip）片上系统是芯片研发人员研究的主方向。
它是将多个功能模块进行片上系统设计，进而形成一个单芯片电子系统，实现电子产品小型化、多功能、高可靠的特征需求，是芯片向更高层次发展的终极目标；但是，SoC 片上系统需要多个功能模块工艺集成，同时涉及各功能模块电路的信号传输和处理，技术要求高，研发周期长，开发成本高，无法满足电子产品升级换代的快速更新。
基于以上产品需求，在混合集成电路 HIC（Hybrid integrated circuit）封装技术基础上，MCM（Multi-Chip Module）及 SIP （System in package）等微电子封装技术逐渐在此方向上获得突破，在牺牲部分面积等指标的情况下，形成单一的封装“芯片”，并且可快速实现相同功能的芯片量产，推动产品快速上市。
本文将介绍 SoC 片上系统的优势和产品快速更新需求的矛盾，为解决此矛盾，从封装技术角度出发，给出微电子封装技术发展的 3 个关键环节，即HIC、MCM 及 SIP，介绍了其各自封装技术的优缺点，阐释了 HIC、MCM 及 SIP 的相互关系，最终分析形成一套基本满足 SOC 片上系统功能且可快速开发组装形成批量产能的 SIP 封装技术，快速实现电子产品整机或系统的芯片级更新需求。
1 SoC 片上系统分析SoC 即系统级芯片，从狭义的角度讲，SoC 是信息系统核心的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义的角度讲，SoC 是一个微小型系统。
什么是系统级封装（SiP）技术？SiP 可以将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件，诸如 MEMS 或者光学器件等其他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。
这么看来，SiP 和 SoC 极为相似，两者的区别是什么？SiP 能最大限度地优化系统性能、避免重复封装、缩短开发周期、降低成本、提高集成度。
对比SoC，SiP 具有灵活度高、集成度高、设计周期短、开发成本低、容易进入等特点。
而SoC 发展至今，除了面临诸如技术瓶颈高、CMOS、DRAM、GaAs、SiGe 等不同制程整合不易、生产良率低等技术挑战尚待克服外，现阶段SoC 生产成本高，以及其所需研发时间过长等因素，都造成SoC 的发展面临瓶颈，也造就 SiP 的发展方向再次受到广泛的讨论与看好。
SiP 与其他封装形式又有何区别？SiP 与 3D、Chiplet 的区别Chiplet 可以使用更可靠和更便宜的技术制造，也不需要采用同样的工艺，同时较小的硅片本身也不太容易产生制造缺陷。
不同工艺制造的 Chiplet 可以通过先进封装技术集成在一起。
Chiplet 可以看成是一种硬核形式的 IP，但它是以芯片的形式提供的。
3D 封装就是将一颗原来需要一次性流片的大芯片，改为若干颗小面积的芯片，然后通过先进的封装工艺，即硅片层面的封装，将这些小面积的芯片组装成一颗大芯片，从而实现大芯片的功能和性能，其中采用的小面积芯片就是 Chiplet。
因此，Chiplet 可以说是封装中的单元，先进封装是由Chiplet /Chip 组成的，3D 是先进封装的工艺手段，SiP 则指代的是完成的封装整体。
通过 3D 技术，SiP 可以实现更高的系统集成度，在更小的面积内封装更多的芯片。
不过，是否采用了先进封装工艺，并不是SiP 的关注重点，SiP 关注系统在封装内的实现。
SiP 与先进封装也有区别：SiP 的关注点在于系统在封装内的实现，所以系统是其重点关注的对象，和SiP 系统级封装对应的为单芯片封装；先进封装的关注点在于：封装技术和工艺的先进性，所以先进性的是其重点关注的对象，和先进封装对应的是传统封装。
SO、SOP、SOIC封装详解2015-12-15一、简介SOP（Small Outline Package）小外形封装，指鸥翼形(L形)引线从封装的两个侧面引出的一种表面贴装型封装。
1968～1969年飞利浦公司就开发出小外形封装（SOP）。
以后逐渐派生出SOJ（J 型引脚小外形封装）、TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、SSOP（缩小型SOP）、TSSOP（薄的缩小型SOP）及SOT（小外形晶体管）、SOIC（小外形集成电路）等。
在引脚数量不超过40的领域，SOP是普及最广的表面贴装封装，典型引脚中心距1.27mm(50mil)，其它有0.65mm、0.5mm；引脚数多为8～32；装配高度不到 1.27mm 的SOP也称为TSOP。
表1、常用缩写代码含义二、宽体、中体、窄体以及SO、SOP、SOIC之争。
在事实上，针对SOIC封装的尺寸标准，不同的厂家分别或同时遵循了两种不同的标准JEDEC（美国联合电子设备工程委员会）和EIAJ（日本电子机械工业协会），结果就导致了“宽体、中体和窄体”三个分支概念的出现，把很多人搞得晕头转向，也激起很多砖家在“宽体、中体、窄体以及SO、SOP、SOIC”几个概念之间争得死去活来。
还有许多来自不同半导体制造商的封装不属于上述标准。
另外，JEDEC和EIAJ 这两种标准的名称也并非总是被用于制造商的产品目录和数据表中，除此以外，不同制造商之间的描述系统也不统一。
其实，静下心来，仔细看一下两个封装标准，再对比几种常见的元件尺寸，不难发现，规律其实并不复杂：1、单从字面上理解，其实SO=SOP=SOIC。
2、混乱现象主要出现在管脚间距1.27mm的封装上，多为74系列的数字逻辑芯片。
3、两个标准对代码缩写各有自己的习惯：EIAJ习惯上使用SOP（5.3mm体宽）；JEDEC习惯上使用SOIC（3.9mm与7.5mm两种体宽）；也有些公司并不遵守这个习惯，如UTC，使用SOP（3.9mm与7.5mm两种体宽）；另有很多制造商使用SO、DSO、SOL等。
SOC与SIP的对比分析201622030131唐硕SOC称为系统级芯片。
从狭义角度讲,它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上;从广义角度讲, SOC是一个微小型系统。
SIP（System In Package系统级封装）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。
现代集成技术已经远远超过了过去40年中一直以摩尔定律发展的CMOS工艺。
人们正在为低成本无源器件集成和MEMS、开关和振荡器等电器元件开发新的基于硅晶的技术。
这意味着与集成到传统CMOS芯片相比，可以把更多的功能放到SIP封装中，这些新技术并不会代替CMOS芯片，而只是作为补充。
如果没有足够理由使用SIP，SOC将继续作为许多产品的核心，尤其是对生命周期相对较长的产品来说。
若对产品开发周期要求高、生命周期短、面积小、灵活性较高，则使用SIP。
SIP的另一个应用领域是那些采用高级CMOS不能简单实现所需功能的产品，如MEMS 和传感器应用，以及要求有完整的系统解决方案的产品。
在国际半导体技术路线图（ITRS）的推动下，摩尔定律的预言一再的被半导体行业的技术进步所印证，而CMOS工艺则一直是实现芯片晶体管时密度最高、成本最低的半导体工艺。
如果产品能用CMOS工艺来制造，而且设计速度足够快，能够满足产品开发周期期限并实现大批量销售，那么系统级芯片几乎总是最便宜、体积最小的解决方案。
此外，CMOS 不再局限于数字系统。
最新的CMOSIP功能，可以把完整的RF功能集成到SOC中。
在日新月异的移动通信市场中，产品周期短，满足产品开发周期至关重要。
如果要追求更低的成本，当然也可以把这些单个的IC芯片集成到SOC中，但这需要时间。
奖若干单独的芯片封装在一起，不仅提供了灵活性，而且降低了基板面积，因为芯片可以层叠在一起。
这些功能在移动通信市场中具有重要意义。
如果SIP解决方案比SOC解决方案便宜，那么即使家庭市场和汽车市场也会使用SIP解决方案。
两种先进的封装技术SOC和SOP两种先进的封装技术SOC和SOP摘要：为了能够实现通过集成所获得的优点，像高性能、低价格、较小的接触面、电源管理和缩短产品进入市场的时间，出现了针对晶圆级的系统级芯片(systemonachip简称SOC)和针对组件级的系统级组件(system on a pakage简称SOP)。
本文介绍宁SOC和SOP的益处、功能和优点。
关键词：封装技术；系统级芯片；系统级组件1 引言随着集成电路(IC)的发明，系统集成技术进一步加速了半导体的发展。
现如今在降低至最小0．13μm 特征尺寸上能够比以往一个芯片具有更多的功能，这样就能够满足存储芯片、多处理单元(multi processing units简称MPU)、图形处理、数字信号处理器(digitalsignalprocessors简称DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuits简称ASIC)以及其它器件的功能特性和能力的增加。
目前，在一个芯片或者说一个单元上，需要集成不同的功能，例如：MPU、图像处理、存储器(SRAM，闪存，DRAM)、逻辑推理器、DSP、信号混合器、射频(Radiofrequency简称RF)和外围功能。
为了能够实现通过集成所获得的优点，像高性能、低价格、较小的接触面、电源管理和缩短进入市场的时间，为此出现了针对晶圆级的系统级芯片(system on a chip简称SOC)和针对组件级的系统级组件(system on a package简称SOP)。
下文对此作简单介绍。
2 系统级芯片系统级芯片能够将各种功能集成在一个单一的芯片上面。
通常是将MPU、DSP、图像处理、存储和逻辑推理器集成在一个10×l0mm或者更大的管芯上面，通常具有多达500至2000个焊盘。
这些包括ASIC器件的系统可似满足网络服务器、电信转换站、多频率通讯和高端计算机的应用需要。
SiP、SoC、IC封測是什麼？5G時代的IC產業鏈全貌白話解析｜數位時代隨著5G時代的來臨，近期各大封測廠都動作頻頻，深怕錯過這個難得一見的大機遇，例如台灣的半導體封測廠日月光投控（3711）、京元電（2449）、矽格（6257）都宣布大幅增加其資本支出，以因應客戶大量的訂單需求。
今天這篇文章將詳細介紹整個IC封測業，再加碼分析有哪些類股／公司能在5G時代實質受惠。
1.IC產業鏈的全貌—你手中的智慧型手機是怎麼做出來的？2.淺談IC封裝，SiP和SoC，哪種技術能在5G時代勝出？3.什麼是IC測試？IC製程—你手中的智慧型手機是怎麼做出來的？大家可能常聽到晶圓代工、5奈米、7奈米、IC設計、封測等半導體業的專有名詞，那麼這些到底是什麼意思呢？要回答這個問題就必須由整個半導體產業談起。
其實半導體製程就是由IC設計、IC製造及IC測試、封裝等幾個步驟組成。
以智慧型手機的CPU為例，假如現在IC設計公司高通推出了最新的SnapDragon 5G晶片，會經歷這些過程：✅免費收藏！《數位時代》會員下載『AI人才養成祕笈』專刊，佈局轉型競爭力！•step 1. 首先必須將晶片的電路結構設計好•step 2.再交給晶圓代工商例如台積電（2330）製作•step 3.這時候台積電會和最上游的矽晶圓供應商，例如環球晶（6488）、Sumco來購買製作晶片的裸晶或是磊晶•step 4.再將設計圖的電路複製製作到晶圓上•step 5.製作完成的晶圓再交給封測廠封裝及測試晶圓性能是否正常•step 6.而最後的成品再交還給高通•step 7.高通再賣給下游的手機廠商例如HTC、小米、OPPO•step 8.之後手機商再將晶片、螢幕、鏡頭、麥克風等各種零件交給像是鴻海（2317）的組裝廠組成完整的手機，再賣給消費者。
整個過程中只要一個細節沒注意到，例如設計不良、代工時偷工減料或是測試時沒把不良品淘汰都會導致智慧型手機在使用中發生問題，因此整個IC製程都是環環相扣缺一不可的，彼此的合作非常緊密。
第２卷第１期电子与封装总第３期ｖｏｌ２．Ｎ。
～．ＥＬＥＣＴＲｏＮＩＣＳ＆ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ２００２年２月ＳＩＰ技术挑战ＳＯＣ技术夏勇编译由于系统芯片集成技术遇到了难题，所以，一部分人迫切想知道系统芯片集成能否在市场上找到一个合适的落脚点。
一般来讲，提高工艺技术则意味着芯片的性价比每年会提高两倍，但系统芯片集成不适用于这个规律。
将不同二【：序合成在一个芯片中，这就意味着系统芯片集成比它单个元件的最新产品要滞后。
将最新的低电压逻辑与高电压存储和模拟器件合成起来，就此已达成了一致。
但最新的逻辑和ＤＲＡＭ采用的是０．１３｝ｍ工艺，而闪存或系统芯片集成中的模拟元件则采用的是０．１８胛或Ｏ．２５舯的工艺，因此整个系统芯片集成必须采用某个设计规则。
顾客使用产品并不关心芯片的高成本或发展时间长短，尽管芯片制造商已将芯片提升为可以定做的产品，但由于设计和工艺生产的高成本，以及所有成本高昂的掩膜技术，因此对于小批量的运做是不实际的。
Ｈｉｔａｃｈｉ公司电子器件销售与市场开发部的ＮａｏｋｉＹ踞ｈ越（总经理助理）认为，若以每月生产１０万片计算，需要２～３年我们才能将投资收回，也即生产约３百万片后才出效益。
因此对于一般的每月２万片的定做是不可能的。
另外，也需要考虑生产这样一个芯片需多久时间。
供应商说设计一个合成了，几道不同工序的芯片需要１～２年，包括评测在内，但大家要知道，当前电话的更新周期为六个月。
不过，当前的新技术——多层芯片封装似乎是解决这些问题的一个好的途径。
ｓＩＰ可以使用当前最新的芯片，可以更小、更便宜、速度更快。
不同于以往的多芯片模块，这种最新的多芯片封装是将芯片垂直堆放，使用最近几年开发出的适用与不同新类型芯片尺寸大小的管壳，象倒装片焊接。
具有ｃｓＰ封装经验可使公司对其他供应商的封装芯片更熟悉，并能处理裸芯片和已知好的芯片。
Ｓ口极大的减少ｕ『开发时间和成本（如图１所示）。
采用现有芯片，封装产品可在两个月内销售，开发一个新的芯片并与现有的单元芯片组合需要六个月。
随着科技的不断发展和进步，各种新兴的概念和技术也不断涌现。
其中，SOC（System on a Chip）、SIP（System in Package）和Chiplet是近年来备受关注的一些新概念。
它们在芯片设计和集成领域具有重要的意义，对于提升集成电路的性能和功能起到了积极的推动作用。
本文将从基本概念入手，对SOC、SIP和Chiplet进行介绍和分析，以期为读者解惑。
1. SOC的基本概念1.1 SOC是指System on a Chip，即系统芯片。
它是一种将多个功能模块集成到单一芯片上的集成电路解决方案。
1.2 SOC通常包括处理器核心、内存、外围接口和其他必要的硬件模块，可以实现全面的功能。
1.3 SOC的特点是集成度高、功耗低、性能稳定，并且能够实现高度的定制化和灵活性，被广泛应用于移动设备、智能家居、物联网等领域。
2. SIP的基本概念2.1 SIP是指System in Package，即封装中的系统。
它是一种将多个独立芯片封装在同一个封装中的技术。
2.2 SIP可以实现不同功能或不同工艺制程的芯片集成在同一个封装中，以实现更高的性能和更低的功耗。
2.3 SIP的优势在于可以实现复杂功能的集成、缩短信号传输路径、降低功耗，被广泛应用于通信、射频、高性能计算等领域。
3. Chiplet的基本概念3.1 Chiplet是指芯片组。
它是一种将功能上相对独立的芯片集成到同一个封装或片上系统中的技术。
3.2 Chiplet的特点是可以实现异构集成、提升成本效益、加速产品推出周期，被广泛应用于高性能计算、人工智能、通信基站等领域。
3.3 Chiplet技术的出现，为提升芯片集成度、提高处理能力、降低功耗、加速产品推出周期提供了新的途径和选择。
通过对SOC、SIP和Chiplet的基本概念进行介绍和分析，我们可以看到，它们分别从不同的角度和层面解决了芯片集成和功能实现的难题，为未来的集成电路发展带来了新的机遇和挑战。
系统芯片（SOC）与系统级封装（SIP）
系统芯片（SOC）与系统级封装（SIP）
王水弟;蔡坚;贾松良
【期刊名称】《中国集成电路》
【年(卷),期】2003(000)047
【摘要】系统芯片和系统级封装是目前微电子技术高速发展的两种技术路线，本文讨论了系统的基本概念，针对两种技术路线的基本特点进行了介绍和分析，从工艺兼容性、已知好芯片问题、封装、市场及设计的角度比较了两者的优缺点。
【总页数】4页(49-52)
【关键词】系统芯片;系统级封装;SOC;SIP;微电子技术;工艺兼容性【作者】王水弟;蔡坚;贾松良
【作者单位】清华大学微电子学研究所
【正文语种】英文
【中图分类】TN405.94
【相关文献】
1.系统级封装(SIP):小小封装,实惠众多 [J], 符正威
2.技术评价：系统级芯片（SoC)和系统级封闭（SiP) [J], 符正威
3.第十九届全国混合集成电路学术年会暨SIP（系统级封装）国际研讨会征文通知 [J],
4.系统级封装与系统芯片各有千秋 [J],
5.SIP立体封装技术在嵌入式计算机系统中的应用 [J], 黄小虎; 叶振荣; 颜军。
FPGA、CPU、ASIC、SoC、TPU等等，一文说明它们到底什么区别世界变化太快，本来生活中就只有CPU，后来又闯入了MCU、FPGA、GPU、DSP、ASIC，已经难以分辨了。
现在又多了SoC、SiP、TPU、XPU，让我们读书看报越发艰难啦。
它们共同特点是都属于IC（Integrate Circuit，集成电路），并且具有运算功能。
这篇文章就是要区分开它们。
FPGA就如一块生铁，其它都是工具生铁买回家没法直接使用，但它能做成各种工具。
FPGA （Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列），把它装在电路板上也没法直接使用。
FPGA工程师的任务就是通过改变物理上的连接关系，实现各种逻辑和运算功能。
就像一块生铁能打造出很多工具，FPGA最强大的地方在于，可以灵活实现各种结构，对事件进行即时响应。
比如对于大量的运算：•把累加操作变成流水线操作，一个时钟周期就完成一次很多数的累加。
类似接力搬砖，只要人足够多，可以迅速把砖头移动到很远的地方。
•可以模拟出100块CPU计算单元，大幅提升并行计算速度。
类似于有很多个人在不同的位置同时搬砖，只要人数够多，砖头一会儿就搬完了。
为了应对人工智能深度学习对运算的需求，百度和赛灵思合作，基于FPGA推出XPU（X Processing Unit），X应该就是想表明很厉害、万能的意思吧。
FPGA的缺点也明显：•不可能对每个门电路进行优化，用户连接只在一定颗粒度上是可行的。
比起专用芯片来，速度慢、功耗大。
•受工艺限制，比起专用芯片来，量产成本高很多。
•FPGA的开发比起软件编程来，麻烦很多。
需要考虑一些硬件设计的问题，比如信号时间上对齐、资源的评估、节能等。
FPGA名字当然有其演化的历史，但实践上看，名字起得并非完美。
由于名字中有“可编程”的字眼，导致很多人认为FPGA工程师是软件设计人员。
而软件工程师只是忿忿的说，“FPGA能实现递归函数吗？不行吧。
SiP可能最终取代SOC
佚名
【期刊名称】《电子产品世界》
【年(卷),期】2003(000)014
【摘要】为了提高系统性能、降低功耗，SOC产品日前正在大行其道，但芯片体积和开发成本却遇到了强大的障碍。
一些半导体供应商正在考虑一项新的技术SiP(System in a package)，希望能取代倍受争议的SOC产品。
【总页数】1页(P10)
【正文语种】中文
【中图分类】TN402
【相关文献】
1.SIPLACESx系列：按需电子生产最终成为现实 [J],
2.SiP可能最终取代SOC [J],
3.吸入式胰岛素--与口服药物联用,可能最终会取代注射性胰岛素 [J], 于丽
4.关于 HIC、MCM、SIP 封装与SOC的区别及工艺分析 [J], 杨跃胜;傅霖煌
5.我国急需中国特色的SoC或SiP产品路线图 [J],
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SoC封装技术与SIP封装技术的区别
随着物联网时代来临，全球终端电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计，因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SIP技术日益受到关注。
除了既有的封测大厂积极扩大SIP制造产能外，晶圆代工业者与IC基板厂也竞相投入此一技术，以满足市场需求。
早前，苹果发布了最新的apple watch手表，里面用到SIP封装芯片，从尺寸和性能上为新手表增色不少。
而芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升(摩尔定律)，转向更加务实的满足市场的需求(超越摩尔定律)。
根据国际半导体路线组织（ITRS）的定义：SIP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。
SIP定义
从架构上来讲，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。
SOC定义
将原本不同功能的IC，整合在一颗芯片中。
藉由这个方法，不单可以缩小体积，还可以缩小不同IC 间的距离，提升芯片的计算速度。
SOC称为系统级芯片，也有称片上系统，意指它是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。
同时它又是一种技术，用以实现从确定系统功能开始，到软/硬件划分，并完成设计的整个过程。
SOC与SIP之比较
自集成电路器件的封装从单个组件的开发，进入到多个组件的集成后，随着产品效能的提升以及对轻薄和低耗需求的带动下，迈向封装整合的新阶段。
在此发展方向的引导下，形成了电子产业上相关的两大新主流：系统单芯片SOC（System on Chip）与系统化封装SIP （System in a Package）。
