2.5　Si³P总结

2.5.1　历史回顾

1936年，人类历史上第一块PCB诞生，1947年，世界上第一个电子封装（Package）问世，又过了11年（1958年），出现了第一个集成电路IC。

PCB和IC自一出现，其目的就是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，再安装元器件，IC上的集成则是先在硅基板制作元器件，然后再布线互连。而Package则不同，它是为了保护芯片、放大尺度和电气连接，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，这也在很大程度上促进了PCB集成度的提高。

在IC上集成一个系统被称为SoC（System on Chip），在PCB上集成一个系统被称为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），逐渐发展出了多芯片模块（MCM），封装中逐渐开始集成，这距离第一款电子封装的出现已过去了大约40年。

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

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，SiP终于横空出世，并带有其独特优势——3D集成技术。图2-34所示为PCB、Package、IC的出现时间和集成的发展历史。

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。带有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（苹果、华为等）到传统封装测试企业（Amkor Technology、日月光等），再到芯片厂商（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再到3D，人们关注的热点还是集成技术。

2.5.2　联想比喻

笔者从事SiP技术十余年，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，其他一切都是空中楼阁。但是，我们的认知不能总停留在基础阶段，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i³代表着三个以i开头的英文单词integration（集成），interconnection（互联）和intelligence（智能）。对于SiP来说，集成是基础，互联是关键，智能是目的。

这里，笔者做个联想比喻，集成就像是盖房子，互联就像是修路，智能就像是人。

盖房子可以修平房（2D集成），也可以盖高楼大厦（3D集成）；修路可以修普通公路、高速公路，也可以修高铁，车辆运行速度越高，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。

集成关注的是物理结构；互联关注的是能量传递；智能关注的是功能应用。Si³P概念总结如图2-35所示。

2.5.3　前景预测

在问世约40年后，Package才开始走上集成之路，虽然是“半路出家”，但由于后来掌握了3D集成的独特优势，并成功由Package（封装）转变为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得足够充分，加上尺度的影响，后续的发展空间比较有限。

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。图2-36可以帮助读者真正理解Si³P。

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。