Si3P 之 大总结

    1   

历 史 回 顾

（History reviewing）

83年前(1936年)，人类历史上第一块PCB诞生，11年后(1947年)，世界上第一颗电子封装Package问世，又过了11年(1958年)，地球上出现了第一块集成电路IC。

PCB和IC从一出现，其目的就是为了把更多的功能单元集成到一起，PCB上的集成是先在基板布线，再安装元件，IC上的集成则是先在基底制作元件，然后再布线互联。而Package则不同，其出现目的是为了保护芯片，尺度放大，和内外电气连接，本身并无集成的概念。

随着技术和需求的发展，PCB和IC的集成度越来越高，密度越来越大，功能单元越来越多，逐渐向系统方向发展。这时候，Package的主要功能还没有任何变化，只是随着IC复杂程度的提升，逐渐从TO、DIP等插针式，发展到QFP、LCC等表面贴装以及面阵的BGA CGA等，封装引脚密度也越来越高，这也在很大程度促进了PCB集成度的提高。

在IC上集成一个系统我们称之为SoC（System on Chip），在PCB上集成一个系统我们可称之为SoP（System on PCB），然而，传统Package中依然没有集成的趋势。

而在另一个技术领域，混合集成电路中（包括厚膜集成和薄膜集成），逐渐发展出了MCM多芯片模块，封装中逐渐开始集成，这距离第一款电子封装已过去约四十年。

MCM多用在模拟和射频领域，以金属封装为主，和传统的大规模数字电路封装并无交集，后者则多用塑封和陶瓷封装。

又过了二十年，到了2007年，封装的密度逐步提高，引脚阵列越来越大，SoC和PCB也在继续发展，封装内的集成也仅限于MCM，而且多应用于混合集成领域。

当MCM需要更大的规模，更多的功能时，原有的概念已经不适用时，SiP终于横空出世，并带有独门绝技：3D集成技术。

随着技术的推进，IC上的集成逐渐达到了物理尺度的极限，摩尔定律也将要终结，PCB上的集成也发展到了一定程度而进展缓慢。先天就有3D集成优势的SiP则成为人们关注的热点，成为后摩尔定律时代的关键技术！从系统厂商（Apple, Huawei等）到传统封测厂商OSAT（Amkor, 日月光等）到芯片厂商Foundry（intel, TSMC等）都开始关注并积极应用SiP。在SiP中，新的封装形式层出不穷，新的集成方式不断涌现，从2D到2.5D到3D，人们关注的热点还是集成技术 Integration。

    2   

观 点 修 正

（Viewpoint revision）

笔者从事SiP技术十多年，参与了国内四十多项SiP项目，深刻领会到SiP首先是系统，然后才是封装。集成是SiP的基础，基础当然非常重要，没有基础，其它一切都是空中楼阁。但是，我们认知不能总停留在基础阶段，我们应该从更全面的角度去理解SiP技术。

因此，笔者提出了Si³P的概念，其中的i³代表着三个以i打头的单词integration集成，interconnection互联，intelligence智能，关于每个概念的详细解读，请参考作者前几期的文章：

• 概念深入：从SiP到Si³P

• Si³P 之 integration

• Si³P 之 interconnection

• Si³P 之 intelligence

这里，我们对第一篇文章中提出的概念做一点修正：

integration关注：1.封装结构，2.先进工艺，3.先进材料，更多从“物理结构”的角度去理解。

interconnection：1.电磁互联，2.热互联，3.力互联，更多从“能量传递”的角度去理解。

intelligence：1.系统功能定义，2.产品应用场景，3.测试和调试，4.软件和算法，更多从“功能定义”的角度去理解。

对于SiP来说，集成是基础，互联是关键，智能是目的。

    3   

联 想 比 喻

（Associative metaphor）

这里，我做个联想比喻，集成就像是盖房子，互联就像是修路，智能就像是人。

房子我们可以修平房(2D集成)，也可以盖高楼大厦(3D集成)...

修路我们可以修普通公路，可以修高速，可以修高铁，运行速度越高，对路线的平整度要求越高(阻抗连续性)，此外，还要合理考虑地势的高低，以便水（热量）能顺利排出...

最后，人的出现，赋予了系统的功能和智能性...

集成-integration，关注的是物理结构；互联-interconnection，关注的是能量传递；智能-intelligence，关注的是功能定义。

    4   

前 景 预 测

（Prospect forecast）

问世约40年后，Package才开始走上集成之路，虽然是半道出家，但由于后来掌握了3D集成的独门绝技，并成功由Package封装转身为SiP系统级封装。PCB和IC则是一开始就走上集成之路，到目前为止已经发展的足够充分，加上尺度的影响，后续的发展空间反而比较有限。
SiP技术在集成之路上时间较短，加上新技术的加持，目前还有很大的发展空间。因此，SiP技术必将成为电子系统集成技术中最具前景，发展最快的技术！针对封装Package中的集成技术的发展，一直到SiP技术的出现，我们可以这么总结一下：“四十年的空白，二十年的磨练，60岁终于练成了3D神功！”SiP技术出现后，微系统的定义发生了一些变化，SiP是微系统实现的重要载体，在SiP中实现的系统，我们亦可以称之为微系统。微系统中，我们要从能量传递的角度去理解电磁互联、热互联和力互联。所有的人造系统，最终会向着智能化的方向发展，微系统不会列外，SiP也同样不会例外！让我们拭目以待！

最后，让我们记住下面这幅图，让我们真正理解Si³P！

一定要读的相关文章：

• 概念深入：从SiP到Si³P

• Si³P 之 integration

• Si³P 之 interconnection

• Si³P 之 intelligence
  

文字游戏，有时候也很有趣：

“Si³P”中的3次方本意是代表integration, inteconnection, intelligence 3个以 i 打头的字母，表明应该从“集成、互联、智能”三个方面去理解SiP技术；此外，3次方也隐藏着另一层含义，表明SiP是以3D集成为特色的电子系统集成技术，这也与SiP本身的3D集成优势不谋而合！

本文系作者原创，如有转载，请注明出处！