系统整合三大技术比一比 SiP最具潜力？

编者点评：台拓墣研究所提出集成电路制造业中系统整合的三大技术，SiP,SoC及3D IC的发展趋势。随着终端电子产品要求轻薄短小及多功能化的追求永无止境, 上述三大技术发展趋势将互相促进, 可是对于台湾业者可能SiP系统级封装最有机会。尽管这仅是个见人见智的看法, 但是值得思考未来封装在IC产业中的地位将加强。

终端消费电子产品对于轻薄短小造型与多元功能的追求永无止境，连带促使「制程微缩」和「系统整合」成为半导体产业发展的两大趋势，目前强调制程微缩为主的晶圆制造业仍依照「摩尔定律(Moore’s Law)」前进，每18个月技术挺进一个世代，但系统整合却因整合不同功能与异质晶粒，发展性更可能超越摩尔定律。
拓墣产业研究所(TRI)指出，系统整合三大技术：「系统级封装(SiP)」、「系统级芯片(SoC)」与「3D IC」，看似彼此竞争，实则相辅相成。不过假使以中小企业规模为主的台湾IC业者，有意抢攻新兴市场庞大之消费电子市场商机，短期间则以SiP最有机会带领台湾业者，突破国际大厂的IP包围战术而达阵成功。

 
三大系统整合技术比较
（来源：拓墣产业研究所，2008/10）

系统整合双雄 合作重于竞争

事实上，三大系统整合技术各有优缺点；拓墣产业研究所指出，例如在异质整合部分，SiP具备绝对优势，整合密度、封装微缩部分SoC便占上风，3D IC表现介于二者之间，但却是未来趋势之一，其中又以SiP和SoC的「瑜亮情结」最常被人提出讨论。

 
从开发时程与成本分析，SiP优于SoC
（来源：拓墣产业研究所，2008//08）

拓墣指出，SiP由于具备异质整合特性，被广泛应用在各种微小化需求上，加上高密度与高传输的高阶封装制程，让IC在轻薄短小之余，仍可拥有更强大效能，同时SiP提供了不同半导体制程技术以及不同功能芯片的整合封装方式，更拓展SiP应用层面。
 
反观SoC却不易将CMOS与GaAs，或是Logic与DRAM制程整合在一起，加上SiP开发时间较短，因此SiP适合Time to Market的消费电子产品，因此常用于开发需要整合海量存储器、时间短、量小但多样化的产品，如数字相机、MP3 Player、PND等，甚至连手机等通讯产品也可运用SiP抢占市场。而SoC则适合量大且生命周期长的产品，例如PC之CPU、芯片组、GPU等。

SiP和SoC看似水火不容的竞合关系，SiP设计服务业者巨景科技总经理王庆善却有不同的解读方法，他表示，SiP无法取代SoC，但会是SoC最大的帮手。因为SoC需要投注大量的时间和资源，设计资本过于庞大，假使开发过程中产生新的变化，一切过程都需重来。这也是产品设计初期适合使用SiP开发，待市场需求量放大后，再改采SoC达到降低成本目的之主要理由。

3D堆栈技术 改写摩尔定律

拓墣进一步分析，台湾由于产业结构贴近通讯与消费电子产品，且一般SoC牵涉到国际大厂平台Spec释出问题，加上台湾业者规模普遍不及IDM厂，真正有能力与物力开发SoC制程的厂商有限，特别在通讯领域难度更高。同时，台湾已具备SiP相关高阶封装技术和高阶整合性基板的研发制造技术，因此台湾未来在发展SiP上较具优势。

 
半导体整合技术发展趋势
（来源：ole Developpement；拓墣产业研究所整理，2008/10）

系统整合发展目前仍以二度空间思维为主轴，例如SoC、2D SiP，未来随着IC朝向3D立体化发展，IC芯片效能、节能、整合度和体积都将大幅改善。至于SiP由于之前都朝向平面扩张，虽然效能性增加，但是体积跟集积度并不理想。
 
未来随着芯片堆栈技术日益精进，内存和逻辑IC都可透过3D堆栈技术整合。还可藉由Wafer to Wafer (W2W)方式，运用TSV (Through Silicon Vias)技术将IC封装朝向3D立体思维发展。在系统整合加持下，以往被半导体业界当作技术发展蓝图的Moore定律将得以延续，甚至被改写而进入「More than Moore」的新时代。
 
技术合作链接 商品化是王道

王庆善表示，以往政府资源多投注在SoC发展，但其实政府应鼓励产业朝向更多不同方向例如SiP去发展，让更多SiP业者一起把市场做大，这才是台湾的机会。至于在新兴技术如TSV的发展，王庆善总经理认为，学术单位或企业应摒除门户之见，不要互相排斥彼此所发展的技术或拘泥于名称的差别。
 
「封装技术不要产生壁垒，要形成合作的链接。」王庆善指出，当系统愈来愈复杂，已不是单一技术就可解决所有问题，SiP业者要做的应该是了解现有技术优缺点，才能依产品结构找到最合适技术：「技术不重要，要能真正变成产品的一部分，因为商品化才是王道！」