随着半导体工艺逼近物理极限，全球产业正面临关键抉择：在SiP（系统级封装）与Chiplet（芯粒）两大技术路线中，谁将引领下一个十年？台积电CoWoS与英特尔EMIB的军备竞赛、AMD和苹果的产品实践，以及中国企业的突围策略，都在重塑封装技术的未来图景。本文将从技术本质、应用场景和未来趋势三维度，揭开这场"封装路线之争"的真相。
一、技术本质：封装集成 vs. 芯片级模块化
SiP（System in Package）通过先进封装技术将多个功能芯片（如处理器、存储器、传感器等）集成在单一封装体内，形成一个完整系统。其核心特点包括：
1. 异质异构集成：兼容不同工艺节点和材料（如硅、GaN、MEMS）。
2. 设计灵活性高且开发周期短：直接组合成熟芯片，无需重新设计底层电路。
3. 可集成所有封装技术：如Wire Bonding（打线键合）、Flip-Chip（倒装焊），或晶圆级封装。
Chiplet技术将大芯片拆分为多个小芯片，通过先进互连技术（如2D/2.5D封装、硅中介层）重新组合成一个封装体。其技术本质体现为：
1. 同构/异构模块化设计：如CPU、GPU、I/O单元可独立制造，再通过标准化接口（如UCIe）互联。
2. 简化了芯片设计但增加了封装设计和制造的难度：需解决Die间互连延迟、功耗均衡、热管理等问题。
3. 突破摩尔定律限制：通过分片制造提升良率，降低先进制程成本。
关键区别：
1. SiP是“封装级系统整合”，具备高可靠、多功能、多适应性、灵活性、低成本以及快速上市的特点；
2. Chiplet是“芯片的拆分与重构”，强调集成性、可复用性与算力扩展性。
二、应用场景：小型化集成 vs 高性能扩展
SiP：消费电子与物联网的集成利器
在追求设备小型化和快速上市的应用领域，SiP技术展现出无可替代的优势。在消费电子市场，Apple Watch的S系列芯片完美诠释了SiP的价值——通过将处理器、内存、传感器和无线通信模块集成在微小封装内，实现了智能手表的轻薄化设计。同样地，AirPods中采用的SiP模块将蓝牙芯片、音频解码器和电源管理单元整合，造就了真无线耳机的极致便携性。
射频通信领域是SiP的另一重要战场。现代5G和Wi-Fi模组通过SiP技术将射频前端模块、基带处理器和天线开关集成，既节省了PCB空间，又优化了信号完整性。在物联网设备中，SiP技术帮助实现了MEMS传感器与微控制器的异质集成，为智能家居、穿戴设备提供了高集成度的解决方案。
Chiplet：高性能芯片的另一路径
在高性能计算领域，Chiplet在扩展计算芯片性能比上取得了极大进步。AMD的EPYC服务器处理器采用Chiplet设计，通过组合多个计算核心Die和I/O Die，实现了核心数量的灵活扩展，同时大幅提升了良率。Intel的Ponte Vecchio GPU更是将47个不同功能的Chiplet通过先进封装集成，创造了突破性的计算性能。
人工智能加速芯片是Chiplet技术的另一个重要应用场景。AI芯片设计者可以根据不同场景需求，灵活组合计算单元、存储单元和互连模块，实现定制化的加速方案。在军事和航天领域，Chiplet架构允许将抗辐射单元与高性能计算单元分离制造，再通过先进封装集成，既保证了可靠性，又提升了性能。
三、未来趋势：从分立到融合
Chiplet技术源于SiP，但各自将沿着不同应用场景的技术路线演进。SiP正朝着更高密度、更多功能的异质异构集成方向发展，其典型应用包括消费电子（如智能手机、TWS耳机），物联网设备（小型化、低功耗需求），射频模块（如5G通信）。Chiplet则向着更多芯片、不同工艺节点、不同材料、不同功能、更大规模集成方向发展。其典型应用包括：高性能计算（HPC、AI加速器），数据中心（如AMD EPYC处理器），自动驾驶（大算力芯片）。
尽管SiP和Chiplet的应用场景有所差异,但在某些技术和产品上也存在交叉，如：HBM（高带宽存储器）既可用于SiP（如GPU+显存集成），也可用于Chiplet（如AI加速芯片）。汽车电子中，SiP用于传感器集成，而Chiplet用于自动驾驶域控制器。
未来，SiP与Chiplet将继续沿着各自应用场景的技术路线发展，Chiplet关系到芯片之间的集成、互联技术，SiP则会集成更多的元器件、芯片，实现更强的系统性能。例如：
苹果M系列芯片可能采用Chiplet化设计的CPU和GPU核心，再通过SiP集成内存、电源管理单元和神经网络引擎，以兼顾性能和能效。
高性能AI芯片可能利用Chiplet构建计算单元，同时通过SiP整合 光通信模块或HBM高带宽内存，以满足超大规模计算需求。
SiP与Chiplet代表了半导体集成的两种不同应用场景：SiP以封装创新为核心，适用于快速、低成本的系统整合，主导军工和消费电子市场；Chiplet以拆分和重组为突破，面向高性能计算。未来，我们可能看到更多技术发展的不同应用场景，推动半导体行业向更高性能、更灵活的方向发展。
本文转自：成都万应微电子，转载此文目的在于传递更多信息，版权归原作者所有。如不支持转载，请联系小编demi@eetrend.com删除。
