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一文看懂SiP技术:华为/苹果/三星/小米纷纷入局的黑科技

2019-11-21 12:34:41 蒯剑 马天翼 阅读:
华为、小米 、OPPO、VIVO、三星相继发布 5G 手机,5G 手机的销量超预期,毫米波 5G 手机将增加对 SiP 的需求;苹果 AirPods 新增降噪功能,继 Applewatch 以后,也采用 SiP 技术。一般情况下, SoC 只整合 AP 类的逻辑系统,而 SiP 则是整合 AP+mobileDDR。某种程度上说 SiP=SoC+DDR。随着将来集成度越来越高,eMMC 也很有可能会整合至 SiP 中。芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升(摩尔定律),转向更加务实的满足市场的需求(超越摩尔定律)。
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4、 SiP 有望整合更多零部件Y89ednc

在未来,SiP 有望整合基带等更多的零部件,进一步提升手机的集成度。高通已成功商业化Qualcomm Snapdragon System-in-Package( QSiP)模组,QSiP 将应用处理器、电源管理、射频前端、WiFi 等连接芯片、音讯编解码器和内存等 400 多个零部件放在一个模组中,大大减少主板的空间需求,从而为电池、摄像头等功能提供了更大空间。同时,QSiP 工艺也大幅简化手机的设计和制造流程、节省成本和开发时间,并加快整机厂的商业化时间。Y89ednc

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为了保障 QSiP 的顺利量产,高通与环旭在 2018 年 2 月成立合资公司,以运用环旭及日月光集团在 SiP 领域的技术积累和量产经验。2019 年 3 月,华硕发布两款采用 QSiP 的手机 Zen FoneMaxShot 和 Zen FoneMax Plus M2。从拆解图来看,QSiP 确实大幅简化手机的主板电路设计,并缩小主板面积,为三摄等新功能留下更充分的空间。Y89ednc

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高通在持续拓展自身的产品线以扩大市场空间,已从早期的基带和应用处理器拓展至射频前端、电源管理、蓝牙、WiFi、指纹识别等丰富的产品线,但不少新产品缺乏突出的竞争力。通过 SiP 技术高通可以用优势突出的基带等芯片捆绑一些弱势芯片,从而实现各种不同芯片的打包销售,扩大了自身的市场空间。Y89ednc

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对于整机厂来说,采用高通的 QSiP 方案可以简化手机的设计和制造流程,节省成本,并缩短开发时间,加快机型的商业化时间。但因为 QSiP 方案可能会降低产品的差异化程度,未来可能主要用于非旗舰机型,成为成本和抢占市场先机竞争的利器。但 QSiP 有望成为 SiP 在手机大规模中应用的推手,旗舰机型有望采用更为订制化的类似于 QSiP 的系统级 SiP。Y89ednc

三、 苹果穿戴式产品积极运用 SiP 技术

穿戴式产品是苹果高度重视的 IoT 产品,库克认为以穿戴式产品为基础的健康业务将成为苹果对人类的最大贡献。Apple Watch 中已具备心率、心电图检测等功能,苹果已开发 ResearchKit、HealthKit、CareKit 三大健康相关平台,也同斯坦福大学医学院等合作推进穿戴式产品与医疗的结合。Y89ednc

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苹果的 Apple Watch、AirPods 两大产品销量持续高增长,在刚过去的 2019 财年苹果穿戴式和配件部门营收已高达 245 亿美元,同比增长 40%以上。Y89ednc

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Apple Watch 功能复杂,在很小的空间中集成了近 900 个零部件,自 2015 年第一代产品就一直采用 SiP 工艺。Apple Watch 的 SiP 模组集成 Apple Watch 的大部分功能器件,包括:CPU、存储、音频、触控、电源管理、WiFi、NFC 等 30 余个独立功能组件,20 多个芯片,800 多个元器件,厚度仅为 1mm 。Y89ednc

AirPods 普通版本功能相对简单,早期没有采用 SiP 技术,10 月底发布的 AirPods Pro 具有主动降噪功能,需要集成更多零部件,也采用了 SiP 技术。我们测算,AirPods 有望带来数十亿美元的SiP 需求。Y89ednc

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小结:

随着科技的发展,全球电子产品渐渐走向多功能整合及低功耗设计,因而使得可将多颗裸晶整合在单一封装中的SiP技术日益受到关注。而芯片发展从一味追求功耗下降及性能提升(摩尔定律),转向更加务实的满足市场的需求(超越摩尔定律)。让芯片效能最大化、封装后体积最小化,客制化量身打造的需求快速崛起,SiP整合技术已经成为半导体产业最重要的技术之一。Y89ednc

(本文为东方证券的研究报告《 SiP 在 5G 和 IOT 时代的新机遇 》,作者:蒯剑 马天翼;责编:Demi XiaY89ednc

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