发展趋势：SIP，SOP与SOC的集成封装

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：在集成封装发展方面，便携式消费电子产品预期会发生巨大的改变。这些集成封装形式有系统级封装、系统整合封装、芯片上系统及其他形式。SOP是在设计阶段将各种器件集成到一个模块或基板上形成一个系统的封装形式，因此，相比于SIP仅将独立组件互连在基板上的系统集成形式，SOP的系统集成技术更高效。小型化的趋势将最终推动SIP向SOC发展，如通过闪存存储器替换硬盘存储器。

在集成封装发展方面，便携式消费电子产品预期会发生巨大的改变。在不久的将来，手持式电子器件中的封装设计及有限空间的高效使用将成为封装技术中最具挑战性的问题。这些集成封装形式有系统级封装（System-in-packaging，SIP）、系统整合封装（System-onpackaging，SOP）、芯片上系统（System-on-chip，SOC）及其他形式。封装技术不再是将单个芯片连接到单个基板上的技术，也不再是将几个同类芯片与其他分立部件连接到一个基板上的技术。

SIP是先进的多功能封装形式。它是在一个单封装中（多数是层压基板）集成所有的组件。换句话说，它是将若干不同的已封装器件和组件集成组装在基板上，并且无源组件会被埋置在基板中或进行表面安装，这是一种异质集成技术。不同的组件（逻辑集成电路、存储性集成电路、无源组件等）、不同的半导体芯片（Si、SiGe、GaAs、GaN等）以及不同的技术（微电子、光电子、MEMS、生物传感器等）将在高密度互连基板上合并在一起。为此，封装基板大小接近于芯片大小的芯片尺寸封装变得至关重要，以确保在基板上每个芯片或器件不占用额外的空间从而实现有成本效益的组装。例如，随着器件功能的不断增加，如何在诸如手机的器件中有效地使用基板空间非常关键。芯片尺寸封装的发展趋势将导致倒装芯片技术中焊料凸点的间距越来越小。除芯片尺寸封装外，还需要重视柔性基板上的芯片技术和三维方向上各种芯片的堆叠技术。而在芯片的三维堆叠技术中，还需要将结合引线键合技术和焊料凸点互连技术，或者采用多级软钎焊工艺以及组合运用两种高、低温熔点无铅焊料。最终，通过Si通孔进行互连的Si芯片堆叠将是最有效的封装方式。在不久的将来，SIP将成为消费类电子产品的主导技术。

SOP是在设计阶段将各种器件集成到一个模块或基板上形成一个系统的封装形式，因此，相比于SIP仅将独立组件互连在基板上的系统集成形式，SOP的系统集成技术更高效。SOP设计由特定应用的系统需求驱动，例如，对于混合信号应用而言，可将微电子器件和光电子器件集成在一起。SOP和SIP之间的差异是非常小的，且将来的差别会越来越小。(https://www.chuimin.cn)

由于芯片制造成本越来越低，因此SOC技术在单个芯片上设计和集成系统。换句话说，它是将有源器件如存储器和逻辑器件以及一些封装组件集成在一个Si芯片上，使芯片技术和芯片尺寸封装技术可以越来越近，并且最终合在一起。SOC更多的是一种同质的集成技术。SIP是源于封装技术的概念，即用一个基板将多个芯片和组件在基板上连接，而SOC源于Si芯片技术，即用一个Si芯片在芯片上构建多个功能性封装组件。小型化的趋势将最终推动SIP向SOC发展，如通过闪存存储器替换硬盘存储器。

发展趋势：SIP，SOP与SOC的集成封装

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