． 物聯網 WiFi 三大新主流勢均力敵 SIP 時代即將來襲

來源：奇笛網

消費電子產品對於輕薄短小的造型，與多元化功能的追求，是永無止境的，這也連帶著促使了「製程微縮」和「系統整合」成為了半導體發展的兩大趨勢，幾十年來，強調制程微縮為主的晶圓製造業，一直遵循著「摩爾定律」快速發展。

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，將不同功能的異質晶粒進行系統的整合，以便對電子產品的尺寸與性能進行優化的做法，必將會越來越受到重視。

在此發展方向的引導下，物聯網Wi-Fi行業形成了相關的三大新主流：系統單晶片SoC、傳統PCBA模組與系統化封裝SIP，但是，在新興的物聯網時代，SoC、PCBA模組和SIP這三大技術流派，到底誰才能成為主宰呢？

傳統的PCBA模組因為技術成熟，門檻比較低，早些年在市場上很流行，但是，近幾年，因為物聯網消費終端市場的興起，PCBA模組的尺寸過大問題越來越突出，在產品低功耗、小尺寸的趨勢下PCBA模組的前景會越來越尷尬。

Wi-Fi SoC會是救世主嗎？

SoC（System on Chip）即片上系統，顧名思義，就是將所有電子零組件整合到一個晶片上，以組成一個可以獨立運行的系統，這聽起來是一件令人興奮的事情，因為，要是能夠將一個電子產品，所有的電子零組件整合到小小的一塊晶片上，這對於整個行業來說都是一個標誌性的進步。

想必，SoC的優點足以讓眾多的從業者興奮不已，事實上，英特爾、高通、三星等晶片巨頭都有種類繁多的SoC產品，更不用說眾多的方案整合商，早已把SoC當成未來的救世主，準備在物聯網時代大展宏圖。

但是，SoC真的有這麼神奇麼？它能夠如「雲南白藥」一樣包治百病麼？事實上，SoC的應用現狀可以驗證西方的那句諺語「The more hopes,the more disappointed would be」，時至今日，SoC產品的性價比遠沒有達到人們的期望值。

站在用戶的角度，SoC使用面臨如下問題:

1.Wi-Fi 的RF性能參數校準

由於無線指標，對於外圍環境參數的變化而非常敏感，比如PCB板材材質，厚度都會引起阻抗變化，這樣就會導致每個客戶都要對SoC的功率、誤碼率等各種指標進行測試、調試，這也是目前模組公司的核心價值之一。通常物聯網分布在各個行業，這些校準需要專門的測試設備進行操作，並不適用於大多數行業

2.整合度不高

通常來說，SoC通常很難整合Flash，晶體、濾波器這些零組件，用戶還需要把這些對參數，非常敏感和專業性強的零組件整合到PCB上，提高了使用門檻

3.軟體服務　　

PCBA模組和SIP都整合了大量軟體和各種雲端服務

http://www.slideshare.net/Training_Matrix/ip-and-voip-fundamentals

SIP 現身江湖

系統化封裝SIP（System in a Package）就是將多種不同功能的電子元件，包括處理器、儲存器等整合在一個封裝內，從而實現一套完整的功能。

簡而言之，SIP就是一個外形長得和SoC一模一樣的PCBA模組，既有傳統Wi-Fi模組的功能和易用性，價格也比傳統模組便宜，體積又比SoC小，是結合二者優點，在產業鏈上是SoC的下游段。

SIP封裝技術採取了多種裸晶片或模組進行排列組裝，若就排列方式進行區分，可大體分為平面式2D封裝和3D封裝的結構。此外，SIP還可以採用多功能性基板整合組件的方式——將不同組件內藏於多功能基板中，達到功能整合的目的。

不同的晶片排列方式，與不同的內部接合技術搭配，使SIP的封裝形態產生多樣化的組合，並可依照客戶或產品的需求，加以客製化或彈性生產。

SIP的優勢

作為一種新型的封裝技術，SIP的出現，或許在技術上沒有那麼的令人興奮，但是其在異質部分的整合，成本控制、研發週期，以及綜合性能方面有著絕對的優勢。

1.體積超小，整合應用軟體

一般情況下，Wi-Fi 的SoC只整合ARM M3和無線收發器之類的基本架構系統，而SiP整合了SoC的die＋Flash＋晶體＋感容器件＋軟體，對於用戶的使用要求非常低，同時SIP採用特殊材料製程技術，和全自動化生產線，有效的控制了成本。

2.更低的成本

SIP封裝技術在節省成本方面，效果也十分的明顯，與傳統模組相比，由於SIP的製造和測試都是自動化，而傳統模組的生產和測試，都涉及大量流水線工人檢測和製造，導致生產成本上升和生產效率不高。SIP則提高了生產效率和生產良率，從而製造和測試成本進一步下降，同樣功能的模組和SIP，成本可以下降10%～15%，生產效率則數倍於傳統模組。

3.更短的研發週期

SIP因為整合了眾多的軟體功能模組，基本可以實現一個電子產品的整體正常運行的功能，這對於眾多的消費產品有著重要的意義。

我們知道，目前市面上流行的電子消費品是典型的「Time to Market」產品，這對於研發週期提出了很高的要求，因此，SIP技術的出現，足以取代傳統單一的模組，成為眾多智慧消費性產品的選擇。

SIP——物聯網產品的明智之選

可以看到，與在印刷電路板上進行系統整合相比，SIP能最大限度地優化系統性能、避免重複封裝、縮短開發週期、降低成本、提高整合度。相對於SoC和傳統PCBA模組，SIP還具有靈活度高、整合度高、設計週期短、開發成本低、容易進入等特點。SIP封裝技術的眾多優勢，使其不僅可以廣泛的應用於工業應用領域，而且在包括智慧手機、及智慧手錶、智慧手環、智慧眼鏡等物聯網消費領域，也有非常廣闊的市場。

目前智慧硬體廠商在設計智慧可穿戴設備時，主要面臨的挑戰，是如何將眾多的需求功能，全部放入極小的空間內。以智慧眼鏡為例，在硬體設計部分就須要考量無線通訊、應用處理器、儲存記憶體、攝影鏡頭、微投影顯示器、感應器、麥克風等主要元件特性及整合方式，也須評估在元件整合於系統板後的相容性及整體的運作效能。

而運用SIP系統微型化設計，能以多元件整合方式，簡化系統設計並滿足設備微型化。在不改變外觀條件下，又能增加產品的可攜性和無線化以及即時性的優勢。

事實上，蘋果一直是Wi-Fi SIP技術的忠實粉絲，蘋果手機從1代到第6代，Wi-Fi全部都是使用村田公司SIP，而在Apple Watch以及最新的iphone7，已全面採用SIP封裝技術，巨頭的推動將會使SIP技術的普及發展更為順利，SIP也正在成為後摩爾定律時代行業發展的新助力。

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