隨著物聯(lián)網時代來臨，全球終端電子產品漸漸走向多功能整合及低功耗設計，因而使得可將多顆裸晶整合在單一封裝中的SiP技術日益受到關注。除了既有的封測大廠積極擴大SiP制造產能外，晶圓代工業(yè)者與IC基板廠也競相投入此一技術，以滿足市場需求?！　?/p>

　　全球終端電子產品不斷朝輕薄短小、多功能、低功耗的發(fā)展趨勢下，能夠整合上述特性的系統(tǒng)級封裝（SiP）技術逐漸受到重視。尤其，近幾年在行動裝置與穿戴裝置等輕巧型產品興起后，SiP需求日益顯現。

　　未來隨著物聯(lián)網時代即將來臨，多功能整合與低功耗將是重要趨勢，SiP也將在封裝技術中扮演重要角色。因此本文將從技術發(fā)展、市場應用及產業(yè)趨勢等三個構面，對全球SiP發(fā)展進行深入剖析。

　　全球SiP技術發(fā)展分析

　　全球IC封裝技術發(fā)展，最早是以打線封裝（Wire Bond）技術為主，采用此方式連接晶片與基板上的連接點，使用導線以金線為主，因為金的延展、穩(wěn)定與導電性能極佳（圖1）。

　　圖1 因金線導電性佳，故打線封裝技術以金線為主要材料。資料來源：WireBondDemo.com

　　而在打線技術后，逐步發(fā)展到凸塊技術（Bumping），利用薄膜、黃光、電鍍等主要制程在基板的連接點上長出鉛錫凸塊、金凸塊或銅凸塊，目前常見的覆晶封裝（Flip Chip）即為凸塊技術的應用，將晶片與基板用凸塊接合，不僅比打線技術穩(wěn)固，又可縮短晶片與基板距離，降低電??阻，并節(jié)省空間。

　　隨著封裝技術持續(xù)演進，加上終端電子產品朝向輕薄短小趨勢，因此，對SiP需求亦逐漸提升。

　　SiP生產線須由基板、晶片、模組、封裝、測試、系統(tǒng)整合等生態(tài)系共同組成，才能夠順利發(fā)展。反之，若缺乏完整生態(tài)系，便難以推動SiP技術具體實現。

　　由于SiP技術可將多種晶片封裝于單一封裝體內而自成系統(tǒng)，因此具有高整合性與微型化特色，適合應用于體積小、多功能、低功耗等特性的電子產品。

　　以各種應用來看，若將原本各自獨立的封裝元件改成以SiP技術整合，便能縮小封裝體積以節(jié)省空間，并縮短元件間的連接線路而使電阻降低，提升電性效果，最終呈現微小封裝體取代大片電路載板的優(yōu)勢，又仍可維持各別晶片原有功能。因此，高整合性與微型化特色，使SiP成為近年來封裝技術發(fā)展趨勢。

　　此外，因SiP是將相關電路以封裝體完整包覆，因此可增加電路載板的抗化學腐蝕與抗應力（Anti-stress）能力，可提高產品整體可靠性，對產品壽命亦能提升。

　　SiP搭配模組設計朝多元發(fā)展

　　相較于SoC來說，SiP毋須進行新型態(tài)晶片設計與驗證，而是將現有不同功能的晶片，以封裝技術進行整合，達到小體積、多功能、低功耗等主要目標。因此，SiP整體開發(fā)時程較短，可節(jié)省時間成本。至于封裝技術類型方面，依不同產品設計需求各有其對應技術。

　　SiP所運用的基本技術類型相當廣泛，涵蓋2D、3D等領域，各種技術間亦可進行搭配，再結合模組化便可進行系統(tǒng)整合。大致上來說，現階段SiP常用的基本封裝技術，包括普遍應用于智慧型手機的Package on Package（PoP）技術，將邏輯IC與記憶體IC進行封裝體堆疊。將主動與被動元件內埋于基板的嵌入式技術（Embedded），以及多晶片封裝（MCP）、多晶片模組（MCM）、Stacking Die、PiP、TSV 2.5D IC、TSV 3D IC等，也屬于SiP技術范疇。

　　在封裝技術類型外，模組設計能力亦扮演舉足輕重角色；各種基本封裝類型須結合不同模組設計，所有環(huán)節(jié)緊密配合，最后將整個系統(tǒng)進行整合，便能成為完整的SiP。因此，因應終端產品不同需求，所使用的封裝技術與搭配的模組設計亦不盡相同，使SiP逐漸朝向多元發(fā)展。

　　SiP存在許多進入門檻

　　SiP封裝雖然比重逐漸提升，并有多樣類型，但至今仍存在跨入門檻。由于SiP是高度整合性技術，牽涉層面廣，涵蓋IC基板材料、封裝堆疊技術、模組設計、系統(tǒng)整合及多晶片測試等領域，因此，須將分屬不同領域的知識與技術整合，才能順利推展。若無法縝密串連相關領域，將導致部分環(huán)節(jié)難以突破而無法順遂。

　　在封裝技術門檻方面，晶片堆疊所遇到的散熱問題是不易解決的技術瓶頸，而晶片與IC基板面積微小化與柔軟度需求、晶片薄化時可能出現的龜裂與形變等問題，也是技術上的考驗。

　　在測試方面，由于SiP會增加多晶片測試與晶片功能檢測需求，不但測試難度與晶片功能檢測難度都將提升，整體測試與檢測流程復雜度亦會增加。至于在模組方面，SiP模組常用的是表面黏著技術（SMT）與模組設計。

　　不過，SMT技術門檻較低，因此，比較高的門檻出現在模組設計能力方面，供應商要能夠因應不同需求??而設計出符合模組。

　　此外，高額的資本支出也是門檻之一。因為SiP需要多種不同領域作為發(fā)展基礎，因此需要較為龐大的資本支出，不具資本規(guī)模之廠商所受到的限制較大，不容易在SiP技術領域進行全方位的發(fā)展。

　　因此，整體而言，SiP至今仍存在多種進入門檻；包含封裝技術、測??試、模組設計與系統(tǒng)整合等難度，以及高額資本支出等。使得SiP至目前為止，雖然比重逐漸提高，但并非多數廠商都能順利進入此一領域，仍存在各種進入門檻待為克服。

　　智慧型手機扮演SiP成長驅動主力

　　與個人電腦時代相比，行動裝置產品對SiP的需求較為普遍，主要是因為行動裝置產品更為輕薄短小，對空間節(jié)省要求更高，在功能上也越來越多樣。就以智慧型手機來說，上網功能已是基本配備，因此與無線網路相關的Wi-Fi模組便會使用到SiP技術進行整合。

　　基于安全性與保密性考量所發(fā)展出的指紋辨識功能，其相關晶片封裝亦需要SiP協(xié)助整合與縮小空間，使得指紋辨識模組開始成為SiP廣泛應用的市場；另外，壓力觸控也是智慧型手機新興功能之一，內建的壓力觸控模組（Force Touch）更是需要SiP技術的協(xié)助。

　　除此之外，將應用處理器（AP）與記憶體進行整合的處理器模組，以及與感測相關的MEMS模組等，亦是SiP技術的應用范疇。

　　因此，近年來智慧型手機為驅動SiP技術廣泛應用的最主要終端產品。自2007年蘋果（Apple）發(fā)表第一代iPhone以來，智慧型手機逐漸成為一般民眾生活必備的電子產品。

　　一路發(fā)展至今，由于智慧型手機呈現高度成長，加上內建功能越來越多，以及產品朝向微型化趨勢發(fā)展，因此，不但智慧型手機相關晶片需求成長，也刺激SiP技術需求大幅增加。使得智慧型手機成為近年來驅動SiP成長的主力產品。

　　穿戴裝置/物聯(lián)網驅動SiP需求上揚

　　全球終端電子產品的發(fā)展不斷地朝向輕薄短小、多功能、低功耗等趨勢邁進，對于空間節(jié)省、功能提升，以及功耗降低的要求越來越高，SiP的成長潛力也越來越大。2015年Apple Watch等穿戴式產品問世后，SiP技術擴及應用到穿戴式產品。

　　雖然，目前穿戴式產品的市場規(guī)模尚難與智慧型手機匹敵，但未來穿戴式產品預期仍將呈現成長，為SiP帶來成長動能。

　　此外，物聯(lián)網即將逐漸普及之際，在萬物聯(lián)網的趨勢下，必然會串聯(lián)組合各種行動裝置、穿戴裝置、智慧交通、智慧醫(yī)療，以及智慧家庭（圖2）等網路，多功能異質晶片整合預估將有龐大需求，低功耗也會是重要趨勢。

　　圖2 IoT漸漸普及時，在萬物聯(lián)網的需求下，各式應用的多功能晶片整合需求上揚。資料來源：Philharmonic

　　因此，SiP預料仍將扮演重要的封裝技術。雖然，全球物聯(lián)網相關業(yè)者目前仍處于建立平臺與制定規(guī)格階段，尚未呈現具體商機。然而，若將來相關平臺建立完成，相關規(guī)格與配套措施皆完備后，物聯(lián)網亦成為SiP動能成長來源。

　　整體來說，未來智慧型手機等行動裝置仍可呈現微幅成長趨勢，且內建功能將越趨豐富，對SiP需求將會有所提升；而穿戴裝置產品朝向微小化發(fā)展，將更仰賴SiP技術協(xié)助；加上未來物聯(lián)網時代，多功能異質整合與低功耗趨勢，將以SiP技術作為重要解決方案。因此，SiP市場預期仍將持續(xù)成長。

　　2014年全球SiP產值約為48.43億美元，較2013年成長12.4%左右；2015年在智慧型手機仍持續(xù)成長，以及Apple Watch等穿戴式產品問世下，全球SiP產值估計達到55.33億美元，較2014年成長14.3%。

　　2016年，雖然智慧型手機可能逐步邁入成熟期階段，難有大幅成長的表現，但SiP在應用越趨普及的趨勢下，仍可呈現成長趨勢，因此，預估2016年全球SiP產值仍將可較2015年成長17.4%，來到64.94億美元（圖3）。

　　圖3 2013~2016年全球SiP產值與年成長率資料來源：資策會MIC

　　全球主要封測大廠中，日月光早在2010年便購并電子代工服務廠（EMS）--環(huán)電，以本身封裝技術搭配環(huán)電在模組設計與系統(tǒng)整合實力，發(fā)展SiP技術。使得日月光在SiP技術領域維持領先地位，并能夠陸續(xù)獲得手機大廠蘋果的訂單，如Wi-Fi、處理器、指紋辨識、壓力觸控、MEMS等模組，為日月光帶來后續(xù)成長動能。

　　此外，日月光也與DRAM制造大廠華亞科策略聯(lián)盟，共同發(fā)展SiP范疇的TSV 2.5D IC技術；由華亞科提供日月光矽中介層（Silicon Interposer）的矽晶圓生產制造，結合日月光在高階封測的制程能力，擴大日月光現有封裝產品線。

　　不僅如此，日月光也與日本基板廠商TDK合作，成立子公司日月旸，生產積體電路內埋式基板，可將更多的感測器與射頻元件等晶片整合在尺寸更小的基板上，讓SiP電源耗能降低，體積更小，以因應行動裝置、穿戴裝置與物聯(lián)網之需求。

　　全球第二大封測廠Amkor則是將韓國廠區(qū)作為發(fā)展SiP的主要基地。除了2013年加碼投資韓國，興建先進廠房與全球研發(fā)中心之外；Amkor目前SiP技術主要應用于影像感測器與動作感測器等產品。

　　全球第三大暨***第二大封測廠矽品，則是布局IC整合型SiP，以扇出型疊層封裝（FO PoP）技術為主，其主要應用于智慧型手機，目前與兩岸部分手機晶片大廠合作中，2016年可望正式量產。

　　由于矽品在模組設計與系統(tǒng)整合方面較為欠缺，因此近期積極尋求與EMS大廠鴻海策略聯(lián)盟，以結合該公司在模組設計與系統(tǒng)整合能力，讓SiP技術領域發(fā)展更趨完整。

　　原本位居全球第四大封測廠的星科金朋也在韓國廠區(qū)積極開發(fā)SiP技術，但因整體營運狀況不如前三大廠，因此難以投入大額資本以擴充SiP規(guī)模。

　　不過，隨著大陸封測廠江蘇長電并購星科金朋而帶來資金，將能夠結合原本星科金朋的技術，預期在SiP領域有望成長。擁有資金并進一步取得技術之后的江蘇長電，未來在SiP技術領域所帶來的競爭力，特別值得臺廠留意。

　　IC基板廠投入SiP領域

　　由于封測廠商積極發(fā)展SiP技術，因此吸引部分IC基板廠商開始聚焦SiP所帶來的潛在商機。IC基板埋入主被動元件而成為SiP基板，在更薄的載板空間內埋入IC，亦逐漸成為發(fā)展趨勢。未來，在行動裝置、穿戴式與物聯(lián)網等應用下，SiP基板預料將為IC基板廠商帶來另一波成長動能。

　　在國外廠商部分，除日商TDK發(fā)展積體電路內埋式基板，并與日月光結盟，共同朝SiP領域邁進之外；另一家日系大廠Ibiden、韓廠Semco以及奧地利廠商AT&S等，也都積極投入發(fā)展SiP所需的IC基板。

　　國內其他IC基板大廠也陸續(xù)展開布局，其中南電發(fā)展的系統(tǒng)級封裝產品已導入量產，主要應用于手機和網通產品，并積極開發(fā)中國大陸IC設計與封測客戶。

　　另一間IC基板大廠景碩的SiP產品所占營收比重在2015年已經超過一成，包括應用于功率放大器、NAND Flash與網通等產品，并與國內封測大廠建立供應鏈關系，同時也是美系客戶供應商。而欣興電子也積極開發(fā)新原料與新制程，以作為系統(tǒng)級封裝基板的技術基礎。

　　SiP技術不但是諸多封測廠發(fā)展的目標，也吸引部分EMS廠商與IC基板廠商投入。

　　近年來，部分晶圓代工廠也在客戶一次購足的服務需求下（Turnkey Service），開始擴展業(yè)務至下游封測端，以發(fā)展SiP等先進封裝技術來打造一條龍服務模式，滿足上游IC設計廠或系統(tǒng)廠。

　　然而，晶圓代工廠發(fā)展SiP等先進封裝技術，與現有封測廠商間將形成微妙的競合關系。首先，晶圓代工廠基于晶圓制程優(yōu)勢，擁有發(fā)展晶圓級封裝技術的基本條件，跨入門檻并不甚高。

　　因此，晶圓代工廠可依產品應用趨勢與上游客戶需求，在完成晶圓代工相關制程后，持續(xù)朝晶圓級封裝等后段領域邁進，以完成客戶整體需求目標。這對現有封測廠商來說，可能形成一定程度的競爭。

　　由于封測廠幾乎難以向上游跨足晶圓代工領域，而晶圓代工廠卻能基于制程技術優(yōu)勢跨足下游封測代工，尤其是在高階SiP領域方面；因此，晶圓代工廠跨入SiP封裝業(yè)務，將與封測廠從單純上下游合作關系，轉向微妙的競合關系。

　　以晶圓代工龍頭臺積電量產在即的整合扇出型封裝（InFO）技術來說，2016年將可量產應用于行動裝置產品，再搭配前端晶圓代工先進制程，打造出一條龍的服務。

　　InFO架構是以邏輯晶片與記憶體晶片進行整合，亦屬于SiP范疇，與過去TSV 2.5D IC技術層級的CoWoS技術相比，其亮點是無需矽中介層，因此成本更低，更輕薄且散熱程度更好。

　　目前臺積電跨入SiP業(yè)務多為因應客戶需求，是否對于封測廠形成搶單效應，值得后續(xù)關注。不過，封測廠面臨晶圓代工廠可能帶來的競爭，并非完全處于劣勢而毫無機會。

　　封測廠一方面可朝差異化發(fā)展以區(qū)隔市場，另一方面也可選擇與晶圓代工廠進行技術合作，或是以技術授權等方式，搭配封測廠龐大的產能基礎進行接單量產，共同擴大市場。此外，晶圓代工廠所發(fā)展的高階異質封裝，其部份制程步驟仍須專業(yè)封測廠以現有技術協(xié)助完成，因此雙方仍有合作立基點。

　　產業(yè)鏈結構完整臺廠發(fā)展SiP最大優(yōu)勢

　　2007年第一代iPhone推出后，逐漸開啟行動裝置產品的普及。隨著輕薄短小、多功能、低功耗等產品趨勢形成，SiP技術漸成封裝技術發(fā)展的目標；2015年，體積更小的Apple Watch等穿戴式產品開始興起，亦亟需使用SiP技術協(xié)助。

　　而在物聯(lián)網時代即將來臨之際，對多功能整合、低功耗與微型化等需求更將逐步增加，SiP技術將能提供較為理想的解決方案。因此，不但國內外現有封測大廠極力發(fā)展SiP技術，相關基板廠、EMS廠乃至于上游晶圓代工廠，皆有廠商跨入以搶食商機。

　　由于SiP須不同專業(yè)領域互相配合，包括IC基板、封裝技術、模組設計與系統(tǒng)整合能力等，這對相關***業(yè)者來說，是很好的發(fā)展機會。因為，***在半導體電子產業(yè)鏈結構完整，廠商分布廣泛，具有發(fā)展SiP技術的先天條件。就以半導體產業(yè)結構來分析，分布領域廣泛且完整，使***半導體業(yè)者具有上中下游合作的基礎條件。

　　尤其對封測業(yè)者來說，以技術為主的封裝廠可與IC設計廠緊密合作，以領先的封裝技術來滿足IC設計業(yè)者對產品的各種設計需求；也可與記憶體廠乃至晶圓代工廠技術合作，發(fā)展SiP異質整合。

　　而對于專注在測試為主的后段測試廠而言，SiP對晶片功能檢測與多晶片測試的需求增加，也將帶給部分專業(yè)測試廠切入機會，專業(yè)測試廠可積極爭取與封裝廠或晶圓代工廠垂直分工，以分食SiP所帶來的龐大商機。

　　不僅如此，***在IC基板廠商近年來開始走向類半導體領域，發(fā)展SiP所需的積體電路內埋基板，提供相關材料。而在模組設計與系統(tǒng)整合方面，更是有鴻海等EMS大廠可進行相關支援。因此，在整體產業(yè)鏈結構完整的優(yōu)勢下，***廠商具有發(fā)展SiP技術的先天條件。

　　目前在高階封裝技術仍保有領先地位的臺廠，若能再強化廠商間合作與善用優(yōu)勢，則***廠商在SiP領域將可維持技術領先并擁有更多發(fā)展商機。