自從蘋果在2015年推出的Apple Watch采用SiP封裝后，SiP技術漸漸成為消費性電子的新寵兒。
而隨著5G手機的推出，各手機品牌廠增加對SiP的需求外，再加上蘋果 AirPods Pro繼Apple watch后，也采用SiP技術，一時間SiP封裝成為話題性較高的半導體技術指標之一。
SiP是System in Package，為系統級封裝的簡稱，而這是基于SoC所發展出來的封裝技術。SoC則是指System on Chip，稱之為系統單芯片。
SoC與SiP較為相似，兩者都包含邏輯元件、記憶體芯片，甚至包含被動元件的系統，整合成一個電子零組件。
但兩者的差異在于SoC是從設計的角度出發(半導體產業前段)，是將系統所需的元件，如CPU、北橋芯片、記憶體等整合成一個芯片，過去則是分成三個芯片。
而SiP則是從封裝的角度出發(半導體產業后段)，對不同芯片進行排列或堆疊的方式加以封裝成一個電子元件，或是把MEMS、光學零組件等零件優先組裝在一起，成為特定功能的產品。
SiP需求提升的主要原因在于，現在消費電子要整合的功能越來越多，如手機要同時具備照相、感測高度與距離、通話、行動支付、衛星定位、各式解鎖功能等等應用，而手機內部空間又受限，再加上電池容量不斷加大，因此催生出「整合」的概念。
SiP較SoC的優勢就是成本，當然手機旗艦機種因單價高，再加上手機廠為展示自身技術實力(可當廣告效果)，大多采用SoC方式來節省手機內部空間。但在競爭激烈的中階手機市場，手機製造成本的考量較為重要，因此要兼顧手機應用的多樣性，又要與其它廠商比價，所以SiP封裝帶來的性價比較高。
01
5G顯著提升手機對SiP的需求
根據CCS Insight預測，2019 年，5G手機出貨量能達到1000萬支，只占整體手機出貨量的0.6%，而2020年將出現爆發性成長達到2.3億支，并將在 2023 年成長至逾9億支，占手機出貨量一半。
由于過去通訊發展的因素，3GHz以下可用于大眾行動通信的低頻段已基本被前幾代通信技術瓜分，且頻段分散，無法提供5G所需的連續大頻寬，因此5G必然朝向高的工作頻段延伸。
而5G的頻段分為Sub-6和毫米波兩個部分，同時又要相容2G～4G無線通訊技術，這反映5G手機需要整合許多射頻元件。手機射頻前端包含的元件數量越來越多，對性能要求也越來越高，使得結構復雜度大幅提升。
此外，根據Qorvo預測，5G手機射頻半導體用量將達到25美元，比4G手機幾乎翻倍增長，其中接收/發射機濾波器從30個一口氣增加至75個，包括功率放大器、射頻開關、頻段等都至少翻倍以上的數量增長。而零組件數量的大幅增加也將明顯提升結構複雜度，并提高封裝水準的要求。
5G頻段的Sub-6部分，其訊號性能與LTE訊號較為相似，因此射頻元件的差異主要在于數量的增加，但毫米波部分則為射頻元件的結構帶來革命性變化。
由于現在只有韓國、北美等少數地區支援毫米波頻段，同時三星、華為、小米、Oppo、Vivo 等已公布的5G手機中，只有三星Galaxy S10支援5G毫米波訊號。未來隨著較多地區開始支援毫米波頻段，毫米波將成為5G手機的標準配置。
而在5G手機導入的功能越來越多，SiP技術的應用將至關重要。首先就是5G需要相容LTE等通信技術，將需要許多的射頻前端SiP模組；再來就是毫米波天線與射頻前端形成AiP天線模組；最后則是基頻、記憶體等等許多零組件整合為較大的SiP模組。
目前，高通已成功商業化Qualcomm Snapdragon System-in-Package(QSiP) 模組。QSiP將AP、電源管理、射頻前端、WiFi等晶片、音訊轉碼器和記憶體等400多個零組件放在一個模組中，大大減少PCB的空間需求，為電池、鏡頭等提供較大空間。
同時，QSiP也大幅簡化手機的設計和製造流程、節省成本和開發時間，并加速手機推出時程。
02
蘋果大秀SiP于穿戴設備內
穿戴設備是蘋果高度重視的IoT產品，其中，Apple Watch已具備心率、心電圖檢測等功能，而當紅炸子雞AirPods Pro在搭載主動降噪功能后，需要整合許多零組件，使得蘋果兩大穿戴裝置陸續導入 SiP 技術。
Apple Watch功能復雜，在較小的空間內整合約900個電子零件，因此2015年第一代產品就開始採用SiP技術。
Apple Watch SiP模組整合的元件包含CPU、記憶體、音訊、觸控、電源管理、WiFi、NFC等30馀個獨立功能零件，20多個芯片，800多個元件，且厚度只有 1mm。
至于AirPods，因為之前兩代的版本功能相對簡單，所以早期沒有採用SiP技術。不過在今年10月底公布的AirPods Pro搭載主動降噪功能，需要整合許多電子元件，因此順勢導入SiP技術。
目前，全球SiP技術領先的廠商包括村田、Amkor、日月光等，中國廠方面則有環旭電子 (日月光集團)、長電科技。
某電子的SiP產品線主要是應用于手機和穿戴裝置，其在天線設計、天線場型及效能模擬和測量方面能力突出。某公司則已打進國際手機大廠供應鏈中，為其提供SiP模組服務。
來源：半導體行業觀察
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