關(guān)于后摩爾時(shí)代產(chǎn)業(yè)鏈的分析和介紹

在摩爾定律提出的前三十年，新工藝制程的研發(fā)并不困難，但隨著特征尺寸越來(lái)越接近宏觀物理和量子物理的邊界，現(xiàn)在先進(jìn)工藝制程的研發(fā)越來(lái)越困難，研發(fā)成本也越來(lái)越高。如果工藝制程繼續(xù)按照摩爾定律所說(shuō)的以指數(shù)級(jí)的速度縮小特征尺寸，會(huì)遇到兩個(gè)阻礙，首先是經(jīng)濟(jì)學(xué)的阻礙，其次是物理學(xué)的阻礙。

由于兩大阻礙的存在，繼續(xù)簡(jiǎn)單粗暴地縮小特征尺寸將會(huì)變得越來(lái)越困難。為了解決阻礙問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界給出了三個(gè)方向，一是“More Moore繼續(xù)深度摩爾”，二是“More than Moore超越摩爾”，三是“Beyond CMOS超越CMOS”。

針對(duì) “More Moore繼續(xù)深度摩爾”和“More than Moore超越摩爾”這兩條路徑，分別誕生了兩種產(chǎn)品SoC（System On a Chip系統(tǒng)級(jí)芯片）和SiP（System In a Package系統(tǒng)級(jí)封裝）。SoC是摩爾定律繼續(xù)往下走下的產(chǎn)物，而SiP則是實(shí)現(xiàn)超越摩爾定律的重要路徑。兩者都是實(shí)現(xiàn)在芯片層面上實(shí)現(xiàn)小型化和微型化系統(tǒng)的產(chǎn)物。

根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體路線組織（ITRS）的定義：SiP（System In a Package系統(tǒng)級(jí)封裝）為將多個(gè)具有不同功能的有源電子元件與可選無(wú)源器件，以及諸如MEMS或者光學(xué)器件等其他元器件優(yōu)先組裝到一起，實(shí)現(xiàn)一定功能的單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)封裝件，形成一個(gè)系統(tǒng)或者子系統(tǒng)。簡(jiǎn)而言之，SiP是將多種功能芯片，包括處理器、存儲(chǔ)器等功能芯片集成在一個(gè)封裝內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本完整的功能。與SoC（System On a Chip系統(tǒng)級(jí)芯片）相對(duì)應(yīng)。不同的是系統(tǒng)級(jí)封裝是采用不同芯片進(jìn)行并排或疊加的封裝方式，而SOC則是高度集成的芯片產(chǎn)品。從封裝發(fā)展的角度來(lái)看，SiP是SoC封裝實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

半導(dǎo)體技術(shù)向多元化轉(zhuǎn)型是未來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)動(dòng)力。從130納米到28納米時(shí)代都屬于“一枝獨(dú)秀”，例如130納米/90納米時(shí)代的臺(tái)式電腦 、65納米時(shí)代的移動(dòng)電腦、40/28納米時(shí)代的大數(shù)據(jù) ，20/16/14納米時(shí)代的移動(dòng)智能終端；摩爾定律放緩后，進(jìn)入后摩爾時(shí)代，相關(guān)多元化技術(shù)加入推動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，已經(jīng)從“一枝獨(dú)秀”來(lái)到“百花齊放”，例如10納米時(shí)代的邊緣計(jì)算、AR/VR，再到7/5/3納米時(shí)代，更是有物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、智能汽車、人工智能等推動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)。

面對(duì)多元化進(jìn)程中市場(chǎng)新的應(yīng)用需求，如更高的計(jì)算能力（More computation power）、更多功能要求（More Functional requirement）、高頻（high frequency）、低功耗（low power consumption），異質(zhì)系統(tǒng)集成是關(guān)鍵解決方案之一，當(dāng)然也可以按照摩爾定律繼續(xù)艱難前行。

事實(shí)上，集成電路（Integrated Circuit）中集成是電路永恒的追求。人類為了追求芯片的性能和功能，一直都走在集成的道路上。在集成電路發(fā)明60多年來(lái)，從最早期的晶體管集成（SSI到MSI到LSI到VLSI再到今天的ULSI）；當(dāng)晶體管集成到了億級(jí)時(shí)，再想要集成更多的晶體管，成本將大大增加，于是出現(xiàn)了芯片集成，就是通常所說(shuō)的SoC（System On a Chip系統(tǒng)級(jí)芯片）；也出現(xiàn)了封裝集成，就是本文所指的SiP；也包括板級(jí)集成(SoB,System on board或Board-Level Sysem Integration)。

系統(tǒng)集成將造成集成電路產(chǎn)業(yè)鏈（晶圓代工Foundry、委外封測(cè)代工OSAT、電子制造服務(wù)EMS和系統(tǒng)廠商）各有重疊重整，帶來(lái)新的競(jìng)爭(zhēng)和機(jī)遇。

SiP技術(shù)的集成方式比較靈活多樣，具有更大的設(shè)計(jì)自由度，進(jìn)入市場(chǎng)的周期比較短，研究開(kāi)發(fā)費(fèi)用也較SoC低，NRE(Non-Recurring Engineering)費(fèi)用也比較低，所以雖然無(wú)法完全取代具有更高集成度水平的單芯片硅集成技術(shù)SoC，但可在某些應(yīng)用市場(chǎng)上作為一種變通方案代替SoC。特別是針對(duì)有更多功能、更高頻率、更低功耗需求的應(yīng)用市場(chǎng)，包括5G通信用的射頻前端、物聯(lián)網(wǎng)用的傳感器芯片、智能汽車用的功率芯片，SiP將發(fā)揮更多優(yōu)勢(shì)。

而相比SoB技術(shù)時(shí)，SiP技術(shù)能提供更佳性能指標(biāo)、更小尺寸的產(chǎn)品，以滿足系統(tǒng)的需求。

相比較而言，SoC、SiP、SoB三大集成技術(shù)中，筆者認(rèn)為SiP具有更多的優(yōu)勢(shì)，也將有更多的機(jī)遇，或?qū)⒊蔀榇筅A家。

“第三屆中國(guó)系統(tǒng)級(jí)封裝大會(huì)”（SiP Conference China 2019）被廣泛認(rèn)為是中國(guó)至關(guān)重要的SiP大會(huì)，由博聞創(chuàng)意會(huì)展（深圳）有限公司主辦。本次大會(huì)將涵蓋11 項(xiàng)熱門議題和 40+ 國(guó)內(nèi)外重磅演講嘉賓，分享面向5G、手機(jī)、loT和可穿戴設(shè)備等應(yīng)用的SiP系統(tǒng)解決方案，并圍繞SiP測(cè)試、組裝工藝與技術(shù)，帶來(lái)先進(jìn)的5G材料和基片解決方案，共同探尋SiP業(yè)務(wù)與技術(shù)趨勢(shì)。