所谓SiP就是System in Package。大家看到下图是手机内部结构，有个很明显的趋势，里面大部分的器件都是SiP。整体来看的话，SiP是一个非常主流的技术方向。从数字、模拟、MEMS到Sensor，各种器件都用到了SiP技术。

下面这张图是Apple watch，也是一个典型的SiP应用。它是一个全系统的SiP(System in Package)。从Cross-section S1 SiP这张图可以看到AP和AP之上的DDR，还有一系列的数字和模拟电路，以及光学/重力加速度等器件。

行业内的人都知道，在集成电路有个摩尔定律，它大概讲的是在大概18个月的时间里，同样的面积上，晶体管数量增加一倍，但是价格只有之前的一半。摩尔定律支配了整个半导体行业几十年，但是从目前的趋势来看，摩尔定律已经走到了尽头。应该说在28nm以后，摩尔定律就已经“死亡”了。因为从目前来看，虽然晶体管数目增加了一倍，但是价格并没有减少到一半。所以大家看到一个明显的趋势，摩尔定律想继续持续下去的两个方向就是SoC(System-on-chip)和SiP(System-in-Package)。于是有人提出More Moore，也就是超越摩尔定律的概念。

超越摩尔定律的一个方式就是把各种不同的IP集成到一个芯片中去，即SoC。目前最新的技术已经进化到10nm，而短期内可以量产的工艺有望发展到7nm。其中比较特殊的一点就是胡正明博士(FinFET和FDSOI的发明人)则认为可以发展到1nm。但是其结果将导致材料体系的完全改变，需要用到硫化钼来做到1nm。时间和成本的控制仍很困难，该技术也需要相当长的一段时间才会成熟。所以相对来说，能超越摩尔定律并把密度、成本不断延续下去的便捷和热门的方向应当是SiP，也就是系统级封装。

系统及封装是目前业内非常期许的方向，如台积电的董事长张忠谋认定SiP先进封装是延续摩尔定律的一个重要方向，所以晶圆代工厂的龙头企业台积电已经收购了封装企业，并在2016年开始给苹果做封装，坚定的走向了研发SiP的方向。

前面讲的是一个大的趋势和框架，下面我们梳理一下SiP的一些基本概念和定义。

SiP是System-in-Package的缩写，可以认为是一个全系统或子系统。如苹果系统则是一个全系统，包括了AP、存储类、sensor到电源等。而一些子系统，只实现部分功能的系统，也称为SiP。所以通常情况下，SiP的定义是把Die和一些元器件，如电阻、电容、电感、滤波、天线、微机电系统甚至光学器件集成起来，称之为SiP。这些器件可以通过SMT埋入集成在Substrate上等集成方式实现SiP封装。

　　SiP和SoP的系统复杂度和成本之间的关系

SiP的系统复杂程度以及它的上市时间和成本之间是一个线性增加的关系，而SoC的上市时间和成本随着系统的复杂程度会呈现一个指数级的上升。另外一方面每一版SoC都会花费极其高昂的时间和成本，一旦研发失败，则将会承受巨大的损失。相反，SiP的NRE投入和上市周期则要低得多，一般来说一款SiP的上市时间仅需3个月。所以相同复杂程度的SoC的成本和风险要远高于SiP。当然，对于出货量极大的产品，如几千万到上亿颗的出货量，从长期来看SoC的成本更低，前提是在投片成功以后。

SiP的特点是周期短上市快。不过，如果产品市场可持续好几年的话，从长期来看，SiP未必比SoC便宜。但是现在市场个性化、碎片化严重，并非一个芯片就能满足所有需求，所以SiP得到了更多应用。另一方面，SiP有着SoC无法比拟的优势，比如SiP能集成CMOS工艺，集成砷化镓，集成光学器件，集成无源器件，能把化合物半导体和硅晶圆，甚至微机电系统集成在一起，这是SoC无法实现的。

　　典型的SiP产品示意图

上图为典型的SiP示意图，其中系统内部的器件是通过SMT互连，中间芯片通过wire bond方式互连的，左边芯片通过Flip Chip的方式进行互连。而SiP和PCB之间则通过Substrate连接。如今的SiP还有许多新的互连方式，比如TSV、Fanout、埋入基板或埋入芯片等方式。