SiP（System in Package）系统级封装技术

    SiP（System in Package）系统级封装技术正成为当前电子技术发展的热点，受到了来自多方面的关注，这些关注既来源于传统封装Package设计者，也来源于传统的MCM设计者，更多来源于传统的PCB设计者，甚至SoC的设计者也开始关注SiP。

    和Package比较而言，SiP是系统级的多芯片封装，能够完成独立的系统功能。

    和MCM比较而言，SiP是3D立体化的多芯片封装，其3D主要体现在芯片堆叠和基板腔体上，同时，SiP的规模和所能完成的功能也比MCM有较大提升。

    和PCB比较而言，SiP技术的优势主要体现在小型化、低功耗、高性能方面。实现和PCB同样的功能，SiP只需要PCB面积的10-20%左右，功耗的40%左右，性能也会有比较大的提升。

    和SoC比较而言，SiP技术的优势主要体现在周期短、成本低、易成功方面。实现同样的功能，SiP只需要SoC研发时间的10-20%，成本的10-15%左右，并且更容易取得成功。因此，SiP被很多行业用户作为SOC建设的低成本、短期替代方案，SOC项目开始时以SiP作为先行者，迅速且低成本地做出SiP产品，当SiP在项目上取得一定的阶段性成果之后，收到多方认可和支持，再将重心转到SOC研发上。

    对于航天应用中的抗辐照设计，国内外已经开始考虑在SiP封装外壳材料上进行抗辐照加固处理，这样比在板级加固效果要更好，而且重量更轻，更利于航天应用。

    SiP和PCB相比，由于面积更小，互联线更短，所以其高频特性更好。同时，由于互联线短，消耗在传输线的能量更少，从而也在一定程度上节省了功耗，实现了降低功耗的作用，在高速电路设计中这种效果尤其明显。

    SiP是IC产业链中知识、技术和方法相互交融渗透及综合应用的结晶，它最大限度地灵活应用各种不同芯片资源和封装互连优势。

    SiP系统级封装技术能最大程度上优化系统性能，避免重复封装,缩短开发周期、降低成本并提高集成度,掌握这项新技术是进入主流封装领域之关键。

    在国际上，SiP技术被广泛应用于航空航天、军工、无线通信、传感器、计算机和网络等方面。

    目前全世界封装产值只占IC总产值的10%左右，当SiP技术被封装企业掌握后，产业格局就要开始调整,封装行业将会出现一个跳跃式的发展，这是中国发展具有IP核的大好时机。毋须置疑，SiP技术不仅面临着更大的机遇和挑战，而且也孕育着更为广阔的发展空间。

    SiP技术是近些年来国内外研究的重点，是电子系统小型化的重要手段，SiP可以通过传统的微组装技术来实现3D系统级封装，表现为芯片堆叠、封装堆叠及基板堆叠等方式来实现，另一种方式是通过硅通孔技术（TSV）实现系统级封装。

    在国内，越来越多的电子设计工程师开始关注和学习SiP的技术，但由于目前关于SiP设计和仿真方面的综合书籍很缺乏，设计者往往无从下手，这在一定程度上也阻碍了SiP技术在国内的快速发展。

    Mentor Expedition(Xpedition)是一款专业的SiP设计工具，包括原理图设计、版图布线设计、电学分析及热分析等模块，可以实现芯片堆叠、基板堆叠、复杂腔体结构设计，是一款真正意义上的3D设计工具。

    《SiP系统级封装设计与仿真》一书重点基于Mentor EE Flow设计平台，介绍了SiP设计与仿真的全流程。特别对键合线（Wire Bonding）、芯片堆叠（Die Stacks）、腔体（Cavity）、倒装焊（Flip Chip）及重分布层（RDL）、埋入式无源元件（Embedded Passive Component）、参数化射频电路（RF）、多版图项目管理、多人实时协同设计（Xtreme）、3D实时DRC等最新的SiP设计技术及方法做了详细的阐述。在本书的最后一章介绍了SiP仿真技术，并通过实例阐述了SiP的仿真方法。

    该书适合SiP设计用户、封装及MCM设计用户，PCB设计的高级用户，所有对SiP技术感兴趣的设计者和课题领导者，以及寻求系统小型化、低功耗、高性能解决方案的科研工作者。

原文始发于微信公众号（SiP与先进封装技术）：SiP（System in Package）系统级封装技术