毫無疑問的，智慧聯網已是全球電子產業發展的大趨勢。包括智慧型手機、智慧型電視、智慧電網與智慧電表等皆為智慧聯網的熱門應用，而為滿足這些智慧型聯網裝置的設計要求，以SiP技術開發而成的微型模組方案，已成為搶進電子產品智慧化商機的關鍵之鑰。
由於各類智慧型聯網應用正迅速的發展，用戶對於智慧聯網的產品要求日趨嚴苛，如何兼顧產品輕、薄、短、小與加速開發時程已成為各大原始設備製造商(OEM)與原始設計製造商(ODM)關注的焦點。因此，為了在使產品在智慧聯網市場中獲得成功，具有高度設計彈性與差異化能力的系統封裝(SiP)技術遂成為智慧聯網產品最佳的解決方案。
智慧聯網商機熱 SiP微型模組大展身手
隨著智慧型手機、平板裝置與智慧電視等「智慧聯網」商機正以驚人的速度擴散，具有彈性設計、差異化與輕薄特性的SiP微型模組方案已日益受到市場青睞，包括蘋果(Apple)iPhone 4、iPad 2；三星(Samsung)的Galaxy Tab平板裝置均已採用，因而成為相關產品製造商提升產品競爭力、掌握此波智慧聯網商機的關鍵技術。
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| 圖1 鉅景科技總經理王慶善表示，SiP的設計優勢可以讓客戶的產品在激烈的市場競爭中脫穎而出。 |
鉅景科技總經理王慶善(圖1)表示，智慧型聯網產品的設計趨勢不但要薄、要輕，且須多功能整合，並具備高效能處理能力與快速上市特性，因此，要如何在更小的設計環境中，發揮裝置最大的速度與效能遂成為首要的課題。而具有高度設計彈性與差異化能力的SiP技術，可將元件上下堆疊，此舉不但節省空間，還能夠有效提高元件效能與整合度，不僅大幅提升產品競爭力，更能同時節省元件成本。
王慶善進一步以蘋果暢銷全球的平板裝置iPad 2為例指出，其核心處理器A5即是整合中央處理器(CPU)與低功耗DDR2 SDRAM的SiP晶片，藉此達到8.8毫米(mm)的薄型設計，顯見SiP技術帶給產品的創新價值。
事實上，為協助平板裝置開發商快速搶進市場商機，鉅景日前也發揮SiP微型模組方案特性，發布一款Android平板的統包方案(Turnkey Solution)，將Telechips的TCC89平台整合鉅景CT83的DDR2 SDRAM解決方案，並統整無線區域網路(Wi-Fi)、藍牙(Bluetooth)和全球衛星定位系統(GPS)等所有行動聯網方案，不僅厚度薄，印刷電路板尺寸也只有約10.5公分×3.5公分。
王慶善分析，在智慧型聯網產品中，SiP技術常用於嵌入式記憶體整合，如整合快閃記憶體(Flash)、動態隨機存取記憶體(DRAM)成為SiP模組；或射頻連結方案的整合，像是Wi-Fi、藍牙、GPS、全球微波存取互通介面(WiMAX)、長程演進計畫(LTE)等各種無線連結技術。而為達成此一整合，必須突破電路板空間限制、電磁干擾(EMI)與高頻響應等挑戰，才能展現產品的競爭力。
智慧聯網已是未來大勢所趨，其龐大的市場更是各家廠商必爭之地。根據研究機構國際數據資訊(IDC)的預估，到了2020年時，全球連網裝置出貨量將會高達兩百五十億台，並且遠超過個人電腦的十九億台、手機的二十六億支及消費性電子產品的二十億台。
顯而易見的，SiP微型模組已是各家OEM/ODM在激烈的市場競爭中，脫穎而出的關鍵利器。
SiP封裝加持 ZigBee模組強化智慧家庭聯網應用
由於智慧聯網的應用相當多元，其商機觸角也延伸至智慧家庭聯網的領域，以有效地節省水費、電費，並提高居家安全與生活品質。其中連結裝置的ZigBee無線通訊技術具備省電、可靠、成本低、時間延遲短、支援大量網路節點的特性，最適合構建智慧家庭聯網，而藉由SiP的技術可使ZigBee模組產品體積更小、功耗更低，大幅提升產品競爭力。
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| 圖2 瓷微科技總經理曾明煌表示，透過該公司專屬的eZigBee平台，可協助客戶快速導入，提升市場競爭力。 |
瓷微科技總經理曾明煌(圖2)表示，ZigBee無線通訊技術雖是開放式全球標準，但為實現ZigBee一對多、低功耗，以及高感應網路等特性，客戶往往須面對相當高的技術門檻，包括射頻(RF)效能調適、機構設計、網路層軟體整合等，使得ZigBee並無預測般的快速成長。不過，瓷微獨有的「eZigBee平台」，利用SiP技術已成功設計出體積小且功能齊全的射頻模組，全面整合軟體、韌體和晶片系統之相關技術，充分提供客戶一個可快速導入ZigBee完整系統的解決方案。
曾明煌進一步表示，以智慧家庭聯網應用來說，其主要訴求就是結合綠能、智能與節能。而為了使產品的訴求能實現，透過打線、覆晶晶片、堆疊元件、嵌入式元件，以及多層封裝等技術的各種交錯應用，使智慧家庭聯網應用產品的尺寸不但更輕加薄短小，而且其效能依舊不受影響，大幅提升產品在市場上的優勢。
因此，對於智慧聯網製造商而言，整合多功能、低功耗與小尺寸是提升產品競爭力的關鍵要素，而利用SiP技術所封裝的ZigBee微型模組即是一個顯著的例子。
延伸SiP發展 創意電子挺進3D IC領域
隨著智慧聯網的浪潮開始席捲全球，SiP技術的重要性勢必日趨顯著，而為了滿足未來高度異質整合的發展需求，立體堆疊晶片(3D IC)已成為備受關注的技術焦點。因此，在既有的SiP發展基礎上，創意電子看好其所延伸的尖端技術--3D IC市場需求將會是未來產品技術導入的主流，已開始積極的投入市場布局。
眾所皆知，產品成功的關鍵為如何在有限的印刷電路板(PCB)上做到更小的尺寸、更佳的效能與更多的功能整合。而3D IC可在有限的PCB上做到各種技術優勢，將可幫助原始設備製造商在競爭激烈的市場中拔得頭籌。
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| 圖3 創意電子SiP/3D IC處長林崇銘指出，未來消費型電子若要具備競爭力，勢必要導入3D IC。 |
創意電子SiP/3D IC處長林崇銘(圖3)表示，SiP技術下一個重要演進階段將是從2D到3D的積體電路(IC)設計新思維。由於現在消費型電子產品都期望能更加輕、薄、短、小，原有的2D設計早已不敷使用，唯有透過垂直堆疊晶片的方式，才能夠滿足客戶的需求，而創意電子透過優秀的服務設計將可為客戶產品帶來更大的競爭力。
林崇銘進一步說明，3D IC是透過矽穿孔(TSV)技術來實現垂直導通各層晶片，使晶片電氣能夠互聯。由於是垂直堆疊，其所占PCB面積小，相對也可降低產品成本。TSV技術與過往傳統的SiP技術相較之下，前者具有功耗較低、連接面較短、密度較高、散熱性較佳、晶片異質整合以及可減少電路延遲等多項技術優勢。舉例來說，三星及爾必達(Elpida)已有使用TSV技術製成8Gb DDR3工程樣品，三星晶片尺寸是10.9毫米×9.0毫米，充分展現出使用TSV可讓產品具備小尺寸與高效能的特性。因此，產品若導入TSV技術勢必將更具有競爭力。
事實上，創意電子從3年前起，SiP營收即占總營收約30%，其優秀的設計與快速的生產能力廣受客戶好評。目前正致力於整合式被動元件(IPD)、矽插(Interposer)技術，以及矽穿孔技術，並朝向3D IC的尖端封裝技術發展邁進。
不可諱言，3D IC若要普遍導入各產品中，仍有許多須面對的挑戰，如必須解決規格、成本與設計工具等多項難題，首當其衝就是軟硬體設備的建立與提供、製程設計與可靠度評估，以及成本模式之衡量等，而標準化的建立亦是當務之急，這些都有賴業界彼此合作才能一一克服。