超越摩尔定律
摩尔定律发展至今,半导体工艺制程已经接近物理极限,由此分散出两条道路:摩尔定律和超越摩尔定律。SoC(片上系统)是将所有电子元器件集成到一个芯片上,以组成独立运行的系统,它将继续沿用摩尔定律,朝更加小型化方向缓慢发展。SiP则是将多种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/系统,是超越摩尔定律的重要路径。
根据国际半导体路线组织(ITRS)的定义,SiP是指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、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。
超越摩尔定律将芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升,转向更加务实多样的市场需求满足。集成电路及系统复杂度不断增加,封装集成度不断上升,未来芯片的发展方向应该是SoC与SiP深度融合,赋能系统更高的性能和价值。
图:摩尔定律VS超越摩尔定律
SiP市场大有可为
在摩尔定律式微的趋势下,随着5G、人工智能、云计算、大数据等新兴技术的不断融合升级,对芯片封装技术的要求也日益增长。当单芯片集成进展停滞的时候,SiP脱颖而出。
SiP具有多项优势,可以从XYZ三轴方向对模组进行缩小,为终端设备提供更多的空间,整合FATP(最后试验装配和包装)工序流程,极大降低FATP难度。此外,SiP提供模组化封装技术,提供更好的电磁屏蔽方式,提高系统可靠性,降低整体生产成本。
《USI&ASE系统级封装技术发展路线图》 赵健 环旭电子
凭借其低成本、高效率、简单的制造流程等优势,SiP技术在智能手机、可穿戴设备、工业控制、智能汽车等新兴领域得到广泛应用。据Yole报告显示,2019年SiP市场份额达134亿美元,预计到2025年市场份额将增长至188亿美元,年复合增长率达6%。未来五年,SiP市场持续向好,大有可为。
图:2019-2025年SiP市场份额预测
《系统级封装关键技术及在智能终端的应用》 田德文 歌尔微电子
根据Markets&Markets报告显示,射频前端应用成为SiP最大的市场。而Yole表示,未来五年,可穿戴设备、Wi-Fi路由器和物联网将在SiP市场领域显著增长,5G和物联网成为主要驱动力。
5G的迅速发展也带动了5G封装市场的不断扩大。2020年5G封装市场规模为5．1亿美元,预期将以31%的年复合增长率成长,至2026年达到约26亿美元。
图:5G 封装为 SiP 业务带来创新技术和新机遇
SiP封装技术市场空间广阔,相较于传统封装性能优势显著。SiP上下游企业正积极布局,扩大SiP产品应用版图,加速SiP工艺优化升级,超越摩尔定律限制,促进半导体行业蓬勃发展。脱离摩尔定律发展规律,SiP将成为超越摩尔定律的杀手锏,助力集成电路小型化、系统化发展。