納米到底有多細(xì)微？
在開始之前,，要先了解納米究竟是什么意思。在數(shù)學(xué)上,，納米是 0.000000001 米,，但這是個相當(dāng)差的例子,，畢竟我們只看得到小數(shù)點(diǎn)后有很多個零,，卻沒有實(shí)際的感覺。如果以指甲厚度做比較的話,，或許會比較明顯,。
用標(biāo)尺實(shí)際測量的話可以得知指甲的厚度約為 0.0001 米（0.1 毫米）,，也就是說試著把一片指甲的側(cè)面切成 10 萬條線，每條線就約等同于 1 納米,，由此可略為想象得到 1 納米是何等的微小了,。
知道納米有多小之后，還要理解縮小工藝的用意,，縮小晶體管的最主要目的,，就是可以在更小的芯片中塞入更多的晶體管，讓芯片不會因技術(shù)提升而變得更大,；其次,，可以增加處理器的運(yùn)算效率；再者,，減少體積也可以降低耗電量,；最后，芯片體積縮小后,，更容易塞入行動裝置中,，滿足未來輕薄化的需求。
再回來探究納米工藝是什么,，以 14 納米為例,，其工藝是指在芯片中，線最小可以做到 14 納米的尺寸,，下圖為傳統(tǒng)晶體管的長相,，以此作為例子?？s小晶體管的最主要目的就是為了要減少耗電量,，然而要縮小哪個部分才能達(dá)到這個目的？左下圖中的 L 就是我們期望縮小的部分,。藉由縮小閘極長度,，電流可以用更短的路徑從 Drain 端到 Source 端（有興趣的話可以利用 Google 以 MOSFET 搜尋，會有更詳細(xì)的解釋）,。
此外,，計(jì)算機(jī)是以 0 和 1 作運(yùn)算，要如何以晶體管滿足這個目的呢,？做法就是判斷晶體管是否有電流流通,。當(dāng)在 Gate 端（綠色的方塊）做電壓供給，電流就會從 Drain 端到 Source 端,，如果沒有供給電壓,，電流就不會流動，這樣就可以表示 1 和 0。（至于為什么要用 0 和 1 作判斷,，有興趣的話可以去查布爾代數(shù),，我們是使用這個方法作成計(jì)算機(jī)的）
尺寸縮小有其物理限制
不過，工藝并不能無限制的縮小,，當(dāng)我們將晶體管縮小到 20 納米左右時,，就會遇到量子物理中的問題，讓晶體管有漏電的現(xiàn)象,，抵銷縮小 L 時獲得的效益,。作為改善方式，就是導(dǎo)入 FinFET（Tri-Gate）這個概念,，如右上圖,。在 Intel 以前所做的解釋中，可以知道藉由導(dǎo)入這個技術(shù),，能減少因物理現(xiàn)象所導(dǎo)致的漏電現(xiàn)象,。
更重要的是，藉由這個方法可以增加 Gate 端和下層的接觸面積,。在傳統(tǒng)的做法中（左上圖）,，接觸面只有一個平面，但是采用 FinFET（Tri-Gate）這個技術(shù)后,，接觸面將變成立體,，可以輕易的增加接觸面積，這樣就可以在保持一樣的接觸面積下讓 Source-Drain 端變得更小,，對縮小尺寸有相當(dāng)大的幫助,。
最后，則是為什么會有人說各大廠進(jìn)入 10 納米制程將面臨相當(dāng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),，主因是 1 顆原子的大小大約為 0.1 納米,，在 10 納米的情況下，一條線只有不到 100 顆原子,，在制作上相當(dāng)困難,，而且只要有一個原子的缺陷，像是在制作過程中有原子掉出或是有雜質(zhì),，就會產(chǎn)生不知名的現(xiàn)象,，影響產(chǎn)品的良率。
如果無法想象這個難度,，可以做個小實(shí)驗(yàn),。在桌上用 100 個小珠子排成一個 10×10 的正方形，并且剪裁一張紙蓋在珠子上,，接著用小刷子把旁邊的的珠子刷掉,，最后使他形成一個 10×5 的長方形,。這樣就可以知道各大廠所面臨到的困境，以及達(dá)成這個目標(biāo)究竟是多么艱巨,。
隨著三星以及臺積電在近期將完成 14 納米,、16 納米 FinFET 的量產(chǎn),，兩者都想爭奪 Apple 下一代的 iPhone 芯片代工,，我們將看到相當(dāng)精彩的商業(yè)競爭，同時也將獲得更加省電,、輕薄的手機(jī),，要感謝摩爾定律所帶來的好處呢。
【半導(dǎo)體科普】半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的根基：硅晶圓是什么,？
在半導(dǎo)體的新聞中,，總是會提到以尺寸標(biāo)示的晶圓廠，如 8 吋或是 12 吋晶圓廠,，然而,，所謂的晶圓到底是什么東西？其中 8 吋指的是什么部分,？要產(chǎn)出大尺寸的晶圓制造又有什么難度呢,？以下將逐步介紹半導(dǎo)體最重要的基礎(chǔ)——「晶圓」到底是什么。
何謂晶圓,？
晶圓（wafer）,，是制造各式計(jì)算機(jī)芯片的基礎(chǔ)。我們可以將芯片制造比擬成用樂高積木蓋房子,，藉由一層又一層的堆棧,，完成自己期望的造型（也就是各式芯片）。然而,，如果沒有良好的地基,，蓋出來的房子就會歪來歪去，不合自己所意,，為了做出完美的房子,，便需要一個平穩(wěn)的基板。對芯片制造來說,，這個基板就是接下來將描述的晶圓,。
首先，先回想一下小時候在玩樂高積木時,，積木的表面都會有一個一個小小圓型的凸出物,，藉由這個構(gòu)造，我們可將兩塊積木穩(wěn)固的迭在一起,，且不需使用膠水,。芯片制造,，也是以類似這樣的方式，將后續(xù)添加的原子和基板固定在一起,。因此,，我們需要尋找表面整齊的基板，以滿足后續(xù)制造所需的條件,。
在固體材料中,，有一種特殊的晶體結(jié)構(gòu)──單晶（Monocrystalline）。它具有原子一個接著一個緊密排列在一起的特性,，可以形成一個平整的原子表層,。因此，采用單晶做成晶圓,，便可以滿足以上的需求,。然而，該如何產(chǎn)生這樣的材料呢,，主要有二個步驟,，分別為純化以及拉晶，之后便能完成這樣的材料,。
如何制造單晶的晶圓
純化分成兩個階段,，第一步是冶金級純化，此一過程主要是加入碳,，以氧化還原的方式,，將氧化硅轉(zhuǎn)換成 98% 以上純度的硅。大部份的金屬提煉,，像是鐵或銅等金屬,，皆是采用這樣的方式獲得足夠純度的金屬。但是,，98% 對于芯片制造來說依舊不夠,，仍需要進(jìn)一步提升。因此,，將再進(jìn)一步采用西門子制程（Siemens process）作純化,，如此，將獲得半導(dǎo)體制程所需的高純度多晶硅,。
▲硅柱制造流程（Source: Wikipedia）
接著,，就是拉晶的步驟。首先,，將前面所獲得的高純度多晶硅融化,，形成液態(tài)的硅。之后,，以單晶的硅種（seed）和液體表面接觸,，一邊旋轉(zhuǎn)一邊緩慢的向上拉起,。至于為何需要單晶的硅種，是因?yàn)楣柙优帕芯秃腿伺抨?duì)一樣,，會需要排頭讓后來的人該如何正確的排列,，硅種便是重要的排頭，讓后來的原子知道該如何排隊(duì),。最后,，待離開液面的硅原子凝固后，排列整齊的單晶硅柱便完成了,。
單晶硅柱（Souse：Wikipedia）
然而,，8吋,、12吋又代表什么東西呢,？他指的是我們產(chǎn)生的晶柱，長得像鉛筆筆桿的部分,，表面經(jīng)過處理并切成薄圓片后的直徑,。至于制造大尺寸晶圓又有什么難度呢？如前面所說,，晶柱的制作過程就像是在做棉花糖一樣,，一邊旋轉(zhuǎn)一邊成型。有制作過棉花糖的話,，應(yīng)該都知道要做出大而且扎實(shí)的棉花糖是相當(dāng)困難的,，而拉晶的過程也是一樣，旋轉(zhuǎn)拉起的速度以及溫度的控制都會影響到晶柱的質(zhì)量,。也因此,，尺寸愈大時，拉晶對速度與溫度的要求就更高,，因此要做出高質(zhì)量 12 吋晶圓的難度就比 8 吋晶圓還來得高,。
只是，一整條的硅柱并無法做成芯片制造的基板,，為了產(chǎn)生一片一片的硅晶圓,，接著需要以鉆石刀將硅晶柱橫向切成圓片，圓片再經(jīng)由拋光便可形成芯片制造所需的硅晶圓,。經(jīng)過這么多步驟,，芯片基板的制造便大功告成，下一步便是堆棧房子的步驟,，也就是芯片制造,。至于該如何制作芯片呢？接著往下看,。
【半導(dǎo)體科普】IC 芯片的制造,，層層打造的高科技工藝
在介紹過硅晶圓是什么東西后,，同時，也知道制造 IC 芯片就像是用樂高積木蓋房子一樣,，藉由一層又一層的堆棧,，創(chuàng)造自己所期望的造型。然而,，蓋房子有相當(dāng)多的步驟,，IC 制造也是一樣，制造 IC 究竟有哪些步驟,？本文將將就 IC 芯片制造的流程做介紹,。
層層堆棧的芯片架構(gòu)
在開始前，我們要先認(rèn)識 IC 芯片是什么,。IC,，全名集成電路（Integrated Circuit），由它的命名可知它是將設(shè)計(jì)好的電路,，以堆棧的方式組合起來,。藉由這個方法，我們可以減少連接電路時所需耗費(fèi)的面積,。下圖為 IC 電路的 3D 圖,，從圖中可以看出它的結(jié)構(gòu)就像房子的梁和柱，一層一層堆棧,，這也就是為何會將 IC 制造比擬成蓋房子,。 
▲ IC 芯片的 3D 剖面圖。
從上圖中 IC 芯片的 3D 剖面圖來看,，底部深藍(lán)色的部分就是上一篇介紹的晶圓,，從這張圖可以更明確的知道，晶圓基板在芯片中扮演的角色是何等重要,。至于紅色以及土黃色的部分,，則是于 IC 制作時要完成的地方。
首先,，在這里可以將紅色的部分比擬成高樓中的一樓大廳,。一樓大廳，是一棟房子的門戶,，出入都由這里,，在掌握交通下通常會有較多的機(jī)能性。因此,，和其他樓層相比,，在興建時會比較復(fù)雜，需要較多的步驟,。在 IC 電路中,，這個大廳就是邏輯閘層,，它是整顆 IC 中最重要的部分，藉由將多種邏輯閘組合在一起,，完成功能齊全的 IC 芯片,。
黃色的部分，則像是一般的樓層,。和一樓相比,，不會有太復(fù)雜的構(gòu)造，而且每層樓在興建時也不會有太多變化,。這一層的目的,，是將紅色部分的邏輯閘相連在一起。之所以需要這么多層,，是因?yàn)橛刑嗑€路要連結(jié)在一起,，在單層無法容納所有的線路下，就要多迭幾層來達(dá)成這個目標(biāo)了,。在這之中,，不同層的線路會上下相連以滿足接線的需求,。
分層施工,，逐層架構(gòu)
知道 IC 的構(gòu)造后，接下來要介紹該如何制作,。試想一下,，如果要以油漆噴罐做精細(xì)作圖時，我們需先割出圖形的遮蓋板,，蓋在紙上,。接著再將油漆均勻地噴在紙上,，待油漆干后,，再將遮板拿開,。不斷的重復(fù)這個步驟后,，便可完成整齊且復(fù)雜的圖形,。制造 IC 就是以類似的方式,，藉由遮蓋的方式一層一層的堆棧起來,。
制作 IC 時,，可以簡單分成以上 4 種步驟,。雖然實(shí)際制造時，制造的步驟會有差異,，使用的材料也有所不同，但是大體上皆采用類似的原理,。這個流程和油漆作畫有些許不同,，IC 制造是先涂料再加做遮蓋，油漆作畫則是先遮蓋再作畫,。以下將介紹各流程。
1.金屬濺鍍：將欲使用的金屬材料均勻?yàn)⒃诰A片上,，形成一薄膜,。
2.涂布光阻：先將光阻材料放在晶圓片上,，透過光罩（光罩原理留待下次說明）,，將光束打在不要的部分上，破壞光阻材料結(jié)構(gòu),。接著,，再以化學(xué)藥劑將被破壞的材料洗去。
3.蝕刻技術(shù)：將沒有受光阻保護(hù)的硅晶圓,，以離子束蝕刻,。
4.光阻去除：使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉，如此便完成一次流程,。
最后便會在一整片晶圓上完成很多 IC 芯片,，接下來只要將完成的方形 IC 芯片剪下,，便可送到封裝廠做封裝,，至于封裝廠是什么東西,？就要待之后再做說明啰。
▲ 各種尺寸晶圓的比較,。（Source：Wikipedia）
【半導(dǎo)體科普】IC 功能的關(guān)鍵,，復(fù)雜繁瑣的芯片設(shè)計(jì)流程
在前面已經(jīng)介紹過芯片制造的過程就如同用樂高蓋房子一樣,，先有晶圓作為地基，再層層往上迭的芯片制造流程后,，就可產(chǎn)出必要的 IC 芯片,。然而，沒有設(shè)計(jì)圖,，擁有再強(qiáng)制造能力都沒有用，因此,，建筑師的角色相當(dāng)重要,。但是 IC 設(shè)計(jì)中的建筑師究竟是誰呢？接下來要針對 IC 設(shè)計(jì)做介紹,。
在 IC 生產(chǎn)流程中,，IC 多由專業(yè) IC 設(shè)計(jì)公司進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì),，像是聯(lián)發(fā)科,、高通、Intel 等知名大廠,，都自行設(shè)計(jì)各自的 IC 芯片,，提供不同規(guī)格、效能的芯片給下游廠商選擇,。因?yàn)?IC 是由各廠自行設(shè)計(jì),，所以 IC 設(shè)計(jì)十分仰賴工程師的技術(shù)，工程師的素質(zhì)影響著一間企業(yè)的價值,。然而,，工程師們在設(shè)計(jì)一顆 IC 芯片時，究竟有那些步驟,？設(shè)計(jì)流程可以簡單分成如下,。
設(shè)計(jì)第一步,，訂定目標(biāo)
在 IC 設(shè)計(jì)中,，最重要的步驟就是規(guī)格制定,。這個步驟就像是在設(shè)計(jì)建筑前,，先決定要幾間房間、浴室,，有什么建筑法規(guī)需要遵守,，在確定好所有的功能之后在進(jìn)行設(shè)計(jì),，這樣才不用再花額外的時間進(jìn)行后續(xù)修改。IC 設(shè)計(jì)也需要經(jīng)過類似的步驟，才能確保設(shè)計(jì)出來的芯片不會有任何差錯。
規(guī)格制定的第一步便是確定 IC 的目的、效能為何,，對大方向做設(shè)定,。接著是察看有哪些協(xié)議要符合，像無線網(wǎng)卡的芯片就需要符合 IEEE 802.11 等規(guī)范,，不然,，這芯片將無法和市面上的產(chǎn)品兼容,，使它無法和其他設(shè)備聯(lián)機(jī),。最后則是確立這顆 IC 的實(shí)作方法,，將不同功能分配成不同的單元，并確立不同單元間鏈接的方法,，如此便完成規(guī)格的制定。
設(shè)計(jì)完規(guī)格后,，接著就是設(shè)計(jì)芯片的細(xì)節(jié)了,。這個步驟就像初步記下建筑的規(guī)畫，將整體輪廓描繪出來，方便后續(xù)制圖,。在 IC 芯片中，便是使用硬件描述語言（HDL）將電路描寫出來,。常使用的 HDL 有 Verilog,、VHDL 等，藉由程序代碼便可輕易地將一顆 IC 地菜單達(dá)出來,。接著就是檢查程序功能的正確性并持續(xù)修改,，直到它滿足期望的功能為止。 
▲ 32 bits 加法器的 Verilog 范例,。
有了計(jì)算機(jī),，事情都變得容易
有了完整規(guī)畫后，接下來便是畫出平面的設(shè)計(jì)藍(lán)圖,。在 IC 設(shè)計(jì)中,，邏輯合成這個步驟便是將確定無誤的 HDL code，放入電子設(shè)計(jì)自動化工具（EDA tool）,，讓計(jì)算機(jī)將 HDL code 轉(zhuǎn)換成邏輯電路,，產(chǎn)生如下的電路圖。之后,，反復(fù)的確定此邏輯閘設(shè)計(jì)圖是否符合規(guī)格并修改,，直到功能正確為止。 
▲ 控制單元合成后的結(jié)果,。
最后,，將合成完的程序代碼再放入另一套 EDA tool，進(jìn)行電路布局與繞線（Place And Route）,。在經(jīng)過不斷的檢測后,，便會形成如下的電路圖。圖中可以看到藍(lán),、紅,、綠、黃等不同顏色,，每種不同的顏色就代表著一張光罩,。至于光罩究竟要如何運(yùn)用呢,？
▲ 常用的演算芯片- FFT 芯片，完成電路布局與繞線的結(jié)果,。
層層光罩,，迭起一顆芯片
首先，目前已經(jīng)知道一顆 IC 會產(chǎn)生多張的光罩,，這些光罩有上下層的分別,，每層有各自的任務(wù)。下圖為簡單的光罩例子,，以集成電路中最基本的組件 CMOS 為范例,，CMOS 全名為互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（Complementary metal–oxide–semiconductor），也就是將 NMOS 和 PMOS 兩者做結(jié)合,，形成 CMOS,。至于什么是金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）？這種在芯片中廣泛使用的組件比較難說明,，一般讀者也較難弄清,，在這里就不多加細(xì)究。
下圖中,，左邊就是經(jīng)過電路布局與繞線后形成的電路圖,，在前面已經(jīng)知道每種顏色便代表一張光罩。右邊則是將每張光罩?jǐn)傞_的樣子,。制作是,，便由底層開始，依循上一篇 IC 芯片的制造中所提的方法,，逐層制作,，最后便會產(chǎn)生期望的芯片了。
至此,，對于 IC 設(shè)計(jì)應(yīng)該有初步的了解,，整體看來就很清楚 IC 設(shè)計(jì)是一門非常復(fù)雜的專業(yè)，也多虧了計(jì)算機(jī)輔助軟件的成熟,，讓 IC 設(shè)計(jì)得以加速,。IC 設(shè)計(jì)廠十分依賴工程師的智能，這里所述的每個步驟都有其專門的知識,，皆可獨(dú)立成多門專業(yè)的課程,，像是撰寫硬件描述語言就不單純的只需要熟悉程序語言，還需要了解邏輯電路是如何運(yùn)作,、如何將所需的算法轉(zhuǎn)換成程序,、合成軟件是如何將程序轉(zhuǎn)換成邏輯閘等問題。
在了解 IC 設(shè)計(jì)師如同建筑師，晶圓代工廠是建筑營造廠之后,，接下來該暸解最終如何把芯片包裝成一般用戶所熟知的外觀,，也就是「封裝」。下面將介紹 IC 封裝是什么以及幾個重要的技術(shù),。
【半導(dǎo)體科普】封裝,，IC 芯片的最終防護(hù)與統(tǒng)整
經(jīng)過漫長的流程，從設(shè)計(jì)到制造,，終于獲得一顆 IC 芯片了,。然而一顆芯片相當(dāng)小且薄，如果不在外施加保護(hù),，會被輕易的刮傷損壞,。此外，因?yàn)樾酒某叽缥⑿?，如果不用一個較大尺寸的外殼，將不易以人工安置在電路板上,。因此,，本文接下來要針對封裝加以描述介紹。
目前常見的封裝有兩種,，一種是電動玩具內(nèi)常見的,，黑色長得像蜈蚣的 DIP 封裝，另一為購買盒裝 CPU 時常見的 BGA 封裝,。至于其他的封裝法,，還有早期 CPU 使用的 PGA（Pin Grid Array；Pin Grid Array）或是 DIP 的改良版 QFP（塑料方形扁平封裝）等,。因?yàn)橛刑喾N封裝法,，以下將對 DIP 以及 BGA 封裝做介紹。
傳統(tǒng)封裝,，歷久不衰
首先要介紹的是雙排直立式封裝（Dual Inline Package,；DIP），從下圖可以看到采用此封裝的 IC 芯片在雙排接腳下,，看起來會像條黑色蜈蚣,，讓人印象深刻，此封裝法為最早采用的 IC 封裝技術(shù),，具有成本低廉的優(yōu)勢,，適合小型且不需接太多線的芯片。但是,，因?yàn)榇蠖嗖捎玫氖撬芰?，散熱效果較差，無法滿足現(xiàn)行高速芯片的要求。因此,，使用此封裝的,，大多是歷久不衰的芯片，如下圖中的 OP741,，或是對運(yùn)作速度沒那么要求且芯片較小,、接孔較少的 IC 芯片。
▲ 左圖的 IC 芯片為 OP741,，是常見的電壓放大器,。右圖為它的剖面圖，這個封裝是以金線將芯片接到金屬接腳（Leadframe）,。（Source ：左圖Wikipedia,、右圖Wikipedia）
至于球格數(shù)組（Ball Grid Array，BGA）封裝,，和 DIP 相比封裝體積較小,，可輕易的放入體積較小的裝置中。此外,，因?yàn)榻幽_位在芯片下方,，和 DIP 相比，可容納更多的金屬接腳,，相當(dāng)適合需要較多接點(diǎn)的芯片,。然而，采用這種封裝法成本較高且連接的方法較復(fù)雜,，因此大多用在高單價的產(chǎn)品上,。
▲ 左圖為采用 BGA 封裝的芯片，主流的 X86 CPU 大多使用這種封裝法,。右圖為使用覆晶封裝的 BGA 示意圖,。（Source： 左圖Wikipedia）
行動裝置興起，新技術(shù)躍上舞臺
然而,，使用以上這些封裝法,，會耗費(fèi)掉相當(dāng)大的體積。像現(xiàn)在的行動裝置,、穿戴裝置等,，需要相當(dāng)多種組件，如果各個組件都獨(dú)立封裝,，組合起來將耗費(fèi)非常大的空間,，因此目前有兩種方法，可滿足縮小體積的要求,，分別為 SoC（System On Chip）以及 SiP（System In Packet）,。
在智能型手機(jī)剛興起時,，在各大財(cái)經(jīng)雜志上皆可發(fā)現(xiàn) SoC 這個名詞，然而 SoC 究竟是什么東西,？簡單來說,，就是將原本不同功能的 IC，整合在一顆芯片中,。藉由這個方法,，不單可以縮小體積，還可以縮小不同 IC 間的距離,，提升芯片的計(jì)算速度,。至于制作方法，便是在 IC 設(shè)計(jì)時間時,，將各個不同的 IC 放在一起,，再透過先前介紹的設(shè)計(jì)流程，制作成一張光罩,。
然而,，SoC 并非只有優(yōu)點(diǎn)，要設(shè)計(jì)一顆 SoC 需要相當(dāng)多的技術(shù)配合,。IC 芯片各自封裝時,，各有封裝外部保護(hù)，且 IC 與 IC 間的距離較遠(yuǎn),，比較不會發(fā)生交互干擾的情形。但是,，當(dāng)將所有 IC 都包裝在一起時,，就是噩夢的開始。IC 設(shè)計(jì)廠要從原先的單純設(shè)計(jì) IC,，變成了解并整合各個功能的 IC,，增加工程師的工作量。此外,，也會遇到很多的狀況,，像是通訊芯片的高頻訊號可能會影響其他功能的 IC 等情形。
此外,，SoC 還需要獲得其他廠商的 IP（intellectual property）授權(quán),，才能將別人設(shè)計(jì)好的組件放到 SoC 中。因?yàn)橹谱?SoC 需要獲得整顆 IC 的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),，才能做成完整的光罩,，這同時也增加了 SoC 的設(shè)計(jì)成本?；蛟S會有人質(zhì)疑何不自己設(shè)計(jì)一顆就好了呢,？因?yàn)樵O(shè)計(jì)各種 IC 需要大量和該 IC 相關(guān)的知識，只有像 Apple 這樣多金的企業(yè)，才有預(yù)算能從各知名企業(yè)挖角頂尖工程師,，以設(shè)計(jì)一顆全新的 IC,，透過合作授權(quán)還是比自行研發(fā)劃算多了。
折衷方案,，SiP 現(xiàn)身
作為替代方案,，SiP 躍上整合芯片的舞臺。和 SoC 不同,，它是購買各家的 IC,，在最后一次封裝這些 IC，如此便少了 IP 授權(quán)這一步,，大幅減少設(shè)計(jì)成本,。此外，因?yàn)樗鼈兪歉髯元?dú)立的 IC,，彼此的干擾程度大幅下降,。
▲ Apple Watch 采用 SiP 技術(shù)將整個計(jì)算機(jī)架構(gòu)封裝成一顆芯片，不單滿足期望的效能還縮小體積,，讓手表有更多的空間放電池,。（Source：Apple 官網(wǎng)）
采用 SiP 技術(shù)的產(chǎn)品，最著名的非 Apple Watch 莫屬,。因?yàn)?Watch 的內(nèi)部空間太小,，它無法采用傳統(tǒng)的技術(shù)，SoC 的設(shè)計(jì)成本又太高,，SiP 成了首要之選,。藉由 SiP 技術(shù)，不單可縮小體積,，還可拉近各個 IC 間的距離,，成為可行的折衷方案。下圖便是 Apple Watch 芯片的結(jié)構(gòu)圖,，可以看到相當(dāng)多的 IC 包含在其中,。
▲ Apple Watch 中采用 SiP 封裝的 S1 芯片內(nèi)部配置圖。（Source：chipworks）
完成封裝后,，便要進(jìn)入測試的階段,，在這個階段便要確認(rèn)封裝完的 IC 是否有正常的運(yùn)作，正確無誤之后便可出貨給組裝廠,，做成我們所見的電子產(chǎn)品,。至此，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)便完成了整個生產(chǎn)的任務(wù),。