有望成為5G主流，讓晶片「超越摩爾定律」的關鍵技術：SiP封裝

2020-11-16

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手機為全球最重要的消費性電子產品，手機不光是內部零部件需求量龐大，再加上輕、薄、短、小的趨勢，不斷推動著半導體產業技術向前邁進。

手機晶片性能的提升、電晶體數量的增加、功耗 / 發熱降低，都依賴半導體製程工藝的提高，而這幾項因素也直接影響手機整體性能和使用體驗。

5G時代下，使用7納米、5納米技術的手機將增加

因此近年來，手機廠商爭相提升晶片的製程工藝。

不過，在5G時代下，手機對晶片性能和功耗要求更高，使半導體向先進位程發展的步伐持續加速。

根據天風證券指出，全球智慧型手機在2018 Q4使用的7nm晶片比重從Q3的10.5%，提升到18.3%。

蘋果A12、A13、驍龍855均採用的7nm技術。

隨著5G等新興科技的發展，在2020年有機會進入5nm及以下的時代。

導入EUV技術，能提升電晶體密度與晶片運算速度

而晶片代工在導入EUV技術後，使既定工藝節點能大幅提升電晶體密度，在摩爾定律後期下，EUV重要性日益凸顯。

晶片廠在晶片上能塞進的結構數量越多，晶片就越快速越強大。

所以相關企業的目標就是盡力縮小結構的尺寸。

在導入EUV技術後，即能製造出更小、更快速、更強大的晶片。

同時還能控制成本，在半導體製程工藝已經慢慢趨近物理極限的情況下重要性不斷提升。

目前全球晶片代工產業中，台積電擁有最先進的製程，是全球7nm晶片代工市場的最大贏家。

台積電在2018年最早實現7nm製程的突破並量產，擁有最成熟的7nm工藝，並取得華為、蘋果、AMD、高通等7nm晶片訂單。

此外，台積電在5nm、3nm製程上也早有布局。

其5nm製程預計在2020年實現量產，2023年有望量產3nm製程，其在晶片代工龍頭地位短期難以撼動。

SiP、SoC封裝技術集成處理器和基帶，節省主板空間並降低功耗

另一方面，在電子零部件小型化、微型化的趨勢下，以SiP為代表的先進封裝出現發展機遇。

SoC與SiP封裝都是在晶片層面上實現小型化和微型化系統的產物。

而在之前，已公布的5G手機採用的都是插件5G基帶。

插件基帶使得晶片體積相對較大、及發熱與功耗高等問題，導致手機續航能力與4G相比縮水不少。

把基帶集成至SoC中，不僅能夠節省主板空間，紓緩發熱問題，還可以有效地降低功耗，提升續航力。

SoC與DDR的結合，SiP封裝有望超越摩爾定律

不過，摩爾定律發展到現階段，半導體產業要繼續向前走，有兩種方式，一是繼續依照摩爾定律發展，走這條道路的產品有CPU、內存、邏輯晶片等，這些產品占整個市場的約50%。

另一個就是超越摩爾定律。

現階段SiP封裝是超越摩爾定律的重要方式。

一般情況下，SoC只集成AP類的邏輯系統，而SiP則是集成AP+mobileDDR。

某種程度上說SIP=SoC+DDR。

隨著將來集成度越來越高，eMMC也很有可能會集成至SiP中。

隨著摩爾定律接近尾聲，業內已可預見SoC生產成本越來越高，易遭遇技術障礙，使得SoC的發展遇到瓶頸，因此能集成多類晶片的SiP封裝，其發展越來越被業界重視。

（首圖來源：Pixabay CC Licensed）

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