物联网市场带动，系统级封装技术倍受欢迎

时间： 2021-09-26 来源：矽池半导体

随着2020年物联网（IoT）市场的半导体市场达到115亿美元，封装技术将扮演开发系统更重要角色。评论指出，其中又以可以节省厂商成本的系统级封装（SiP）技术最受欢迎。据EDN报导，IoT被视为是继PC与移动手机之后第三波科技主流，技术人员也利用从前二波获得经验与基础建设，协助达成各种形式连网。分离封装半导体快速演进至集成电路（IC），也将设计带往缩小规模与增加功能性方向发展，欲让IoT达到预期成长，封装技术也势必得出现等同规模的改变。

评论指出，低成本、散热良好以及在封装内可支援蓝牙低功耗（BTLE）、Wi-Fi或ZigBee等多种标准的射频屏蔽，是常见IoT封装必要条件，一旦加入传感器后，以凹槽封装（Cavity package）为主的解决方案最受欢迎。IoT封装也必须处于生产就绪阶段，而且不管解决方案是采分离或积体，其覆盖区（footprint）都必须尽可能细小。

因为部分IoT应用有大小与高度限制，封装必要条件也让系统级封装（System in Package；SiP）解决方案开始受到欢迎，SiP也是整合传感器、内嵌处理器与RF连线最佳方式。传感器融合（Sensor Fusion）可让厂商无须花费太多资金在新的光罩设定，而能将不同技术快速整合，让SiP具备快速上市的优势。SiP也可让厂商直接从市售元件打造解决方案，让工程师可马上重新调整功率耗散将效能达到最大化。SiP的优势在于可将多种技术或元件整合在单一封装内，例如整合MEMS与CMOS，在实务上并不适合采传统IC，因为即使两者元件有类似之处，但仍有极大不同。

首先是MEMS元件必须与环境互动，因此必须提供可传导刺激的方法，其次，MEMS元件微缩方式与不同制程的CMOS也不同。目前SiP设计则有晶圆级封装、2.5D或3D架构、覆晶封装、焊线封装、PoP封装（Package-on-package）等。MEMS封装已开始从四方形扁平无引脚（QFN）转移至堆叠压合式（Laminated）为主封装，其中包括凹槽为主封装或混合凹槽封装，后者则是指一半封装采封胶（Molding），另一半则为MEMS元件凹槽，封胶部分则可承受更严峻环境条件。

目前MEMS、传感器与IoT元件封装设计仍分散，让封装技术标准化后，可望降低成本以及加速MEMS采用并提升厂商将产品带往市场的信心。一般常见可被采用成为产业标准的MEMS封装技术则包括ChipArray/BGA/LGA、MLF/QFN与SOIC。MEMS传感器是IoT系统关键部分，但其高采用率已侵蚀平均售价，MEMS供应商解决办法之一，便是利用传感器融合整合多种传感器以便提升价值。至于SiP解决方案则可让厂商整合不同技术以及利用市售元件因此降低成本而逐渐受到欢迎，IoT解决方案也可随着封装技术整合而缩小进一步降低成本。

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