消費(fèi)電子產(chǎn)品對(duì)于輕薄短小的造型與多元化功能的追求是永無止境的，這也連帶著促使了“制程微縮”和“系統(tǒng)整合”成為了半導(dǎo)體發(fā)展的兩大趨勢，幾十年來，強(qiáng)調(diào)制程微縮為主的晶圓制造業(yè)一直遵循著“摩爾定律”快速發(fā)展，但是，隨著物理極限的逼近，摩爾定律的魔力正在逐漸的失效，因而，將不同功能的異質(zhì)晶粒進(jìn)行系統(tǒng)的整合，以便對(duì)電子產(chǎn)品的尺寸與性能進(jìn)行優(yōu)化的做法必將會(huì)越來越受到重視。在此發(fā)展方向的引導(dǎo)下，物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi行業(yè)形成了相關(guān)的三大新主流：系統(tǒng)單芯片SoC、傳統(tǒng)PCBA模塊與系統(tǒng)化封裝SIP，但是，在新興的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，SoC、PCBA模塊和SIP這三大技術(shù)流派到底誰才能成為主宰呢?
越來越尷尬PCBA模塊
傳統(tǒng)的PCBA模塊因?yàn)榧夹g(shù)成熟，門檻比較低，早些年在國內(nèi)市場很流行，但是，近幾年，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)消費(fèi)終端市場的興起，PCBA模塊的尺寸過大問題越來越突出，在產(chǎn)品低功耗、小尺寸的趨勢下PCBA模塊的前景會(huì)越來越尷尬。
Wi-Fi SOC會(huì)是救世主嗎?
SoC(System on Chip)即片上系統(tǒng)，顧名思義，就是將所有電子元器件集成到一個(gè)芯片上，以組成一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，這聽起來是一件令人興奮的事情，因?yàn)椋悄軌驅(qū)⒁粋€(gè)電子產(chǎn)品所有的電子元器件集成到小小的一塊芯片上，這對(duì)于整個(gè)行業(yè)來說都是一個(gè)標(biāo)志性的進(jìn)步。
想必，SoC的優(yōu)點(diǎn)足以讓眾多的從業(yè)者興奮不已，事實(shí)上，英特爾、高通、三星等芯片巨頭都有種類繁多的SoC產(chǎn)品，更不用說國內(nèi)眾多的方案集成商早已把SoC當(dāng)成未來的救世主，準(zhǔn)備在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大展宏圖。
但是，SoC真的有這么神奇么?它能夠如“云南白藥”一樣包治百病么?事實(shí)上，SoC的應(yīng)用現(xiàn)狀可以驗(yàn)證西方的那句諺語“The more hopes,the more disappointed would be”，時(shí)至今日，SoC產(chǎn)品的性價(jià)比遠(yuǎn)沒有達(dá)到人們的期望值。
站在用戶的角度，SOC使用面臨如下問題:
1.Wi-Fi 的RF性能參數(shù)校準(zhǔn)
由于無線指標(biāo)對(duì)于外圍環(huán)境參數(shù)的變化而非常敏感，比如PCB板材材質(zhì)，厚度都會(huì)引起阻抗變化，這樣就會(huì)導(dǎo)致每個(gè)客戶都要對(duì)SOC的功率、誤碼率等各種指標(biāo)進(jìn)行測試、調(diào)試，這也是目前模組公司的核心價(jià)值之一。通常物聯(lián)網(wǎng)分布在各個(gè)行業(yè)，這些校準(zhǔn)需要專門的測試設(shè)備進(jìn)行操作，并不適用于大多數(shù)行業(yè)
2.集成度不高
通常來說，SOC通常很難集成Flash，晶體、濾波器這些元器件，用戶還需要把這些對(duì)參數(shù)非常敏感和專業(yè)性強(qiáng)的元器件集成到PCB上，提高了使用門檻
3.軟件服務(wù) PCBA模塊和SIP都集成了大量軟件和各種云端服務(wù)
SIP 現(xiàn)身江湖
系統(tǒng)化封裝SIP(System in a Package)就是將多種不同功能的電子元件，包括處理器、存儲(chǔ)器等集成在一個(gè)封裝內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一套完整的功能。
簡而言之，SIP就是一個(gè)外形長得和SOC一模一樣的PCBA模塊，既有傳統(tǒng)Wi-Fi模塊的功能和易用性，價(jià)格也比傳統(tǒng)模塊便宜，體積又比SOC小，是結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)，在產(chǎn)業(yè)鏈上是SOC的下游段。
SIP封裝技術(shù)采取了多種裸芯片或模塊進(jìn)行排列組裝，若就排列方式進(jìn)行區(qū)分可大體分為平面式2D封裝和3D封裝的結(jié)構(gòu)。此外，SIP還可以采用多功能性基板整合組件的方式——將不同組件內(nèi)藏于多功能基板中，達(dá)到功能整合的目的。不同的芯片排列方式，與不同的內(nèi)部接合技術(shù)搭配，使SIP的封裝形態(tài)產(chǎn)生多樣化的組合，并可依照客戶或產(chǎn)品的需求加以客制化或彈性生產(chǎn)。
SIP的優(yōu)勢
作為一種新型的封裝技術(shù)，SIP的出現(xiàn)或許在技術(shù)上沒有那么的令人興奮，但是其在異質(zhì)部分的整合，成本控制、研發(fā)周期以及綜合性能方面有著絕對(duì)的優(yōu)勢。
1.體積超小，集成應(yīng)用軟件
一般情況下，Wi-Fi 的SoC只集成ARM M3和無線收發(fā)器之類的基本架構(gòu)系統(tǒng)，而SiP集成了SOC的die+Flash+晶體+感容器件+軟件，對(duì)于用戶的使用要求非常低，同時(shí)SIP采用特殊材料工藝和全自動(dòng)化生產(chǎn)線，有效的控制了成本。
以筆者所熟悉的上海漢楓電子科技有限公司為例，該公司最近研發(fā)了一款新產(chǎn)品“HF-SIP120”，這款產(chǎn)品是基于目前SDK開發(fā)的SIP，真正做到零外圍，就連3.3V電源濾波的電容都集成在內(nèi)，采用128K/256K RAM，2M Flash，無縫兼容漢楓已有產(chǎn)品的軟件和SDK，并且，漢楓電子借助百度網(wǎng)絡(luò)是其股東的優(yōu)勢，下一步計(jì)劃是在SIP里面集成智能語音識(shí)別功能和音頻等更為豐富的功能，以滿足各個(gè)領(lǐng)域的要求。