[導讀]SiP模組設計漸受重視，在全球IDM大廠釋出代工訂單下，臺灣SiP供應鏈因此受惠；又伴隨著應用市場追求更高彈性、多元功能需求，模組設計能力成為關鍵的環(huán)節(jié)，不僅硬體供應須完備，軟體能力也不可或缺。
2010年8月，臺
SiP模組設計漸受重視，在全球IDM大廠釋出代工訂單下，臺灣SiP供應鏈因此受惠；又伴隨著應用市場追求更高彈性、多元功能需求，模組設計能力成為關鍵的環(huán)節(jié)，不僅硬體供應須完備，軟體能力也不可或缺。
2010年8月，臺灣封測雙雄之一的日月光，完成收購環(huán)隆電氣股分，堪稱臺灣近3年來最高金額的收購案，環(huán)隆電氣擁有系統(tǒng)封裝(SiP)模組設計、封裝及相關射頻的測試能力。為什么日月光如此中意環(huán)隆電氣的射頻模組技術？其實，SiP技術抬頭，封裝技術不再是SiP供應鏈中舉足輕重的角色，模組設計能力反而出線。
SiP邁向專業(yè)分工臺灣供應鏈受矚目
SiP須由完整的供應鏈實現，從上游晶片設計、模組設計，到后段封裝及測試，每一個環(huán)節(jié)的角色必須互相緊密配合，在維持內部元件介面互通的原則下，增加SiP功能的豐富度。因此，提供SiP服務最大的挑戰(zhàn)是SiP各種元件資訊必須順暢地在供應鏈中流通。不過，由于臺灣半導體產業(yè)分工精密，不如許多國際整合元件制造商(IDM)具備化零為整的優(yōu)勢，缺少SiP元件資訊在內部快速流通，以及加速上市時程的優(yōu)勢。
然而情勢急轉直下，資策會產業(yè)情報研究所(MIC)預估，2011年全球IDM大廠被迫釋出大量訂單，全球半導體產業(yè)走向專業(yè)分工，除了半導體產業(yè)龍頭英特爾(Intel)之外，IDM僅著手研發(fā)較高整合性的產品，因此投資先進制程的力道趨緩，轉而擴大委外代工規(guī)模，逐漸走向輕晶圓廠(Fab-lite)。
驅使全球IDM大廠走向輕晶圓最主要原因，是垂直整合的策略缺乏成本競爭力，雖然較分工細的供應鏈具有加速上市時程的優(yōu)勢，但整體成本效率不彰，必須遷就大規(guī)模、高產量的產品?，F實面讓IDM大廠驚覺自家生產部門欠缺獲利價值；另一方面，設計研發(fā)部門仍保持較高的利潤，因此，IDM走向轉型一途，生產制造的比重僅維持在一定的程度，多數產品仍選擇委外代工，交由更專業(yè)的廠商負責，臺灣分工精密的SiP供應鏈勢力因此抬頭。
日月光研發(fā)中心副總經理余國寵表示，SiP技術重視供應鏈整合，以往臺灣產品在這一項服務十分吃虧，但隨IDM式微，臺灣廠商在SiP的供應鏈地位漸顯，日月光更擔任SiP供應鏈中封裝測試的要角。
觀察近年來的趨勢，IBM、摩托羅拉(Motorola)受產業(yè)精密分工現象波及，據了解，IBM在2010年約60%的營收來自服務，明顯降低生產制造部門的比重，藉此減緩受景氣循環(huán)的沖擊；超微(AMD)的生產制造比例逐年下滑，除高階中央處理器(CPU)仍親自操刀，繪圖處理器(GPU)多已委外代工；德州儀器(TI)則在40奈米制程之前止步，大部分的封裝也交由專業(yè)代工廠。
這股效應同樣蔓延歐洲半導體產業(yè)，連日本也難逃一劫。由于日本產業(yè)風格保守，步入輕晶圓廠的速度較慢，競爭力不彰，近年遭鄰近的韓國企業(yè)三星(Samsung)重挫，包括瑞薩電子(Renesas Electronics)、東芝(Toshiba)、索尼(Sony)、Panasonic。瑞薩電子SiP開發(fā)部經理海野雅史(圖1)表示，顧及市場需求不穩(wěn)定的風險，瑞薩電子選擇降低自家產能，并以大面積晶圓搭配微小化的晶片，以提高產能效率。一旦求過于供，隨即采取委外代工的方式，同時達到建構晶圓網路的策略。
圖1 瑞薩電子SiP開發(fā)部經理海野雅史表示，瑞薩電子SiP以微小化為技術特色，積極搶攻消費性電子。
CSP突破封裝技術 模組設計角色吃重
受IDM大廠轉型趨勢的影響，臺灣SiP供應鏈逐漸抬頭。值得注意的是，封測廠雖然也逐步擴大產能，但并非因此成為SiP供應鏈中的焦點，反而是SiP模組設計服務的提供者更加受到青睞，主要的原因是封裝技術也逐漸變革。
佐臻董事長梁文隆表示，晶圓級封裝(CSP)和封裝級封裝(POP)技術的發(fā)展，使封裝技術門檻降低，封測廠失去掌握SiP模組的技術主導權，未來決定封裝元件優(yōu)劣的指標僅剩良率；倒是SiP可透過模組設計增加產品彈性，足以決定SiP的整體功能配置和應用發(fā)展，在這個全球專業(yè)化的趨勢中脫穎而出。
CSP是目前業(yè)界發(fā)展出尺寸最小的封裝技術，幾乎可達到已知良裸片(KGD)的大小，相較之下，舊有的多晶片封裝(MCP)、COB(Chip On Board)等技術，其封裝尺寸皆相形見絀。隨CSP技術逐漸成熟，可望成為SiP內部元件的主流封裝技術，而這樣的封裝技術通常在晶圓廠階段就已經完成，并不會經手矽品、日月光等封測廠。因此，SiP封裝技術逐漸標準化，CSP封裝結構幾乎順從規(guī)范，大幅縮短從晶圓廠到系統(tǒng)廠之間所耗費的時間，并可針對不同應用拼湊出不同的模組設計。若依此架構發(fā)展SiP供應鏈，處理器和記憶體之間的高速整合，以及射頻元件的設計成為較關鍵的議題，促使SiP模組設計地位漸顯。
梁文隆指出，臺灣產業(yè)分工精密，系統(tǒng)、封裝商鮮有交集，但SiP價值在于為整個產業(yè)鏈尋找共同目標，且產品必須被市場大量應用，模組設計商因此擔任SiP供應鏈重要的中介者。佐臻逐步累積資產，從最初的元件供應商，蛻變成射頻模組設計商，甚至后來內部組成系統(tǒng)研發(fā)團隊，補強自家更多SiP供應鏈的周邊能力，唯一沒有投入的環(huán)節(jié)就是封裝。
這同時也解釋為什么日月光強調獲得SiP模組設計能力的重要性，日月光購并的環(huán)隆電氣擁有SiP射頻模組設計、模組封裝及相關射頻的測試能力，日月光可藉此強化模組設計能力，達到整合各式各樣無線通訊元件的產品，包括無線區(qū)域網路(Wi-Fi)、調頻(FM)、藍牙(Bluetooth)等。余國寵指出，SiP模組設計應用將成為日月光未來最主要的開發(fā)市場。
加值效果大SiP模組廠扮要角
事實上，模組須具備的封裝技術和IC晶片所采用的封裝技術并不同，模組封裝十分著重表面黏著技術(SMT)并使用被動元件，因此僅需低階設備就可達成模組封裝。由此可知，SiP模組重視的并不是封裝技術，而是設計能力，進而發(fā)揮相當高的加值效果。
鉅景總經理王慶善表示，SiP發(fā)展模式如同系統(tǒng)單晶片(SoC)，最初雖淪為代工，但到后來逐漸可提供解決方案、設計等，SiP將會從原本純粹的技術演進成完整的產業(yè)鏈，但不局限于半導體產業(yè)中任何一個環(huán)節(jié)。由于SoC發(fā)展到最后，勢必面臨異質整合瓶頸，更加襯托SiP具備高附價值的特色，可發(fā)揮更大的整合特性，足以超越摩爾定律(Moore's Law)。
鉅景于2010年終推出全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、Wi-Fi和藍牙的解決方案。王善慶強調，不同的無線射頻技術須確立正確的市場定位，如GPS功能可以提供在地化服務(表1)。 [!--empirenews.page--]
余國寵認為，廠商若要承接SiP模組設計的業(yè)務，必須具備完整的模組設計能力，尤其是各種層面的技術，才能在競爭激烈的SiP供應鏈中取得優(yōu)勢，以提供低成本的服務吸引客戶，并與對手差異化，發(fā)揚SiP的精神。也就是說，SiP模組廠商必須達成客戶具有成本效益的解決方案，并讓產品產生市場差異、提高現有產品制程良率、營運商的效率、改進設計規(guī)格，最重要地，產品能進入量產階段并降低成本，同步掌握客戶未來產品的規(guī)畫。
余國寵表示，設計能力即SiP模組廠與晶片設計大廠溝通的語言，讓具備設計能力的兩造得以對話。一旦供應鏈上下得以溝通，有助雙方取共識，并進而促成交易。日月光透過先進封裝技術、模組設計及原來具備的封裝規(guī)模，容易滿足客戶大產能的需求，可進一步在后段封裝測試服務中扮演重要的角色。
先進封裝加持SiP模組效能漲
日月光同時布局模組設計和先進封裝技術，藉此達到相輔相成的效果。余國寵進一步說明，所謂的先進封裝技術指的是IC封裝及嵌入式(Embedded)技術，由于未來SiP模組技術具有很大的差異化，但進入一般封裝服務的門檻相對降低，若能提供完整的解決方案，便可從設計的角度思考整體系統(tǒng)效能。
IC封裝技術屬于先進封裝，最顯著的效果在于封裝尺寸微縮的程度、遮罩(Shielding)對于降低電磁干擾(EMI)的能力。由于目前主流的技術采用金屬引線(Metal Lead)，是透過焊接金屬加工所制造，誤差范圍及厚度皆大，作為電磁干擾的遮罩效果不佳。若采用密合式遮罩(Conformal Shielding)和封模(Moding)等IC封裝技術(圖2)，則可大幅提升效能，且維持小尺寸，尤其適合應用在輕薄短小的行動裝置。此外，模組封裝也加入嵌入式技術，如整合被動元件(IPD)，由于很多被動元件占模組相當大的面積，因此被動元件可采用內埋技術，把元件植入基板內部，以減少厚度。IC封裝技術最常應用在無線通訊模組，如Wi-Fi、藍牙、GPS和調頻，因此適合手提式裝置應用包括智慧型手機和平板裝置。
圖2 資料來源：矽品
先進封模技術可以提升SiP模組微小化的效果。
和模組設計技術如同如積木般具有彈性，客戶可擁有高度客制化，以滿足不同的應用需求。日月光布局許多先進封裝技術，包括整合被動元件、嵌入式技術、三維(3D)IC、矽材基板(Silicon Interposer)，及無線射頻模組設計能力。余國寵認為，當與客戶進行晶片封裝交流(CPI)的合作時，日月光將可利用不同層面的核心技術，發(fā)揮加速上市時程的優(yōu)勢，并滿足不同客戶的需求。若從應用市場來看，先進封裝
跳脫代工服務SiP模組爭取主導權
晶片設計業(yè)者每半年就推出新的晶片，導致模組廠必須配合更換SiP內部的元件，加上晶片商的價格透明，迫使模組廠的價格容易被攤在陽光下。一旦市場定位錯誤，模組廠商的模組恐無法在競爭激烈的市場發(fā)揮效益，承受慘痛代價。
梁文隆感嘆地表示，臺灣SiP模組廠商都在替晶片設計商做代工，拚生產數量并刺激產能，大部分的SiP模組廠商幾乎都為單一廠商的元件系統(tǒng)作模組設計，如佐臻和德州儀器密切合作，射頻模組中的主要元件都由德州儀器提供。其實，與德州儀器的合作并非佐臻所能選擇，主要取決于德州儀器提供平臺、驅動器等協(xié)助的意愿。
晶片廠商雖是模組廠重要的合作夥伴，卻也成為無形的敵人，束縛模組廠商主導的能力。梁文隆指出，以前都是這些晶片廠主宰SiP供應鏈，因為他們掌握元件來源，若要突破現狀，除了需要時間，必須以設計能力、經驗和市場規(guī)模說服更多晶片廠商。
佐臻下一步計劃整合不同廠商的晶片，并達成不同的元件間的互通性，發(fā)揮產品價值，進而將SiP的商業(yè)模式發(fā)揚光大。鉅景則已經累積相當廣泛的資源，包括記憶體和射頻元件，達成與不同晶片廠商合作，最主要的原因是經驗的累積。但現階段而言，多數SiP模組廠商仍選擇特定的晶片合作廠商，以Wi-Fi元件為例，供應商包括德州儀器、邁威爾(Marvell)、創(chuàng)銳訊(Atheros)和博通(Broadcom)(圖3)。
圖3 海華推出WiGig的60GHz無線射頻模組，涵蓋雙模Wi-Fi晶片與60GHz架構，可與Wi-Fi相容。
由于規(guī)模較大的手機系統(tǒng)廠傾向直接從晶片原廠取得元件，并不會透過模組廠商；因此SiP模組廠所提供的代工服務，必須拿到相對價格低的元件，進而銷售給其他可獲得利潤的二線系統(tǒng)廠商。因此，SiP通訊模組技術廠商必須謹慎評估，衡量如何得到第二線、第三線廠商的支持，進而擴大自家市場規(guī)模。梁文隆強調，SiP并非一味追求微型化，最佳化才是SiP的目標，決定整合什么元件到系統(tǒng)內部，必須符合客戶需求和市場需求，實現加速上市時程的價值。
SiP設計最佳化必須考慮成本、功能及上市時間，以及允許系統(tǒng)廠商容易進行設計變更。值得注意的是，產品歷經設計變更時，核心部分不必太大調整，僅須維持良率并加速上市時間，即可發(fā)揮系統(tǒng)價值。若沒有在此架構下，SiP就必須建置在印刷電路板上，導致額外增加一個載具。
添軟體研發(fā)能力SiP建構完整行動系統(tǒng)
目前SiP重要的市場為嵌入式應用，包括行動裝置、可攜式產品，最能夠反映出SiP技術應用的方向。至于純粹的射頻SiP都具備通訊功能，屬于子系統(tǒng)，并非一個完整的系統(tǒng)功能。完整的系統(tǒng)架構必須包含CPU或微處理器(MPU)，加上快閃記憶體、電源管理等，才算是完整的SiP系統(tǒng)。梁文隆指出，目前多數臺灣廠商提供射頻模組，必須依附于處理器，相較之下，佐臻專注在射頻模組設計和軟體及驅動器的支援，藉此掌握SiP技術的關鍵，避免淪為代工封裝技術，否則交由封測廠就可達成。
目前嵌入式產品都以安謀國際(ARM)平臺為基礎，其效能與日俱增，現已可以達到1G～1.5GHz，加上雙倍資料率(DDR)、快閃(Flash)記憶體及無線元件，完整的SiP不僅涵蓋硬體，軟體應用能力也關鍵至極。
鉅景也提出相同的藍圖，整合中央處理器、數位訊號處理器(DSP)和記憶體，建構完整的SiP系統(tǒng)。但王慶善強調，建構類似的SiP平臺并非只靠硬體，必須同時掌握軟體能力，尤其行動裝置平臺多元，系統(tǒng)廠商的選擇考驗SiP模組商的整合能力，鉅景提早投入Android平臺的研發(fā)，也發(fā)展Linux平臺環(huán)境。 [!--empirenews.page--]
整合處理器的SiP困難之處，在于系統(tǒng)和封裝廠商無法彼此搭配，且封裝需要有數量，SiP必須兼顧系統(tǒng)、封裝和射頻的能力，橫跨硬體和軟體，考驗產業(yè)鏈多重技術的整合。
射頻技術繁雜模組測試設備投資須謹慎
對于臺灣SiP模組設計商而言，投資正確的元件是艱鉅的挑戰(zhàn)，因為將連帶影響測試設備的支出。除創(chuàng)意電子外，臺灣大部分提供SiP服務的廠商如鉅景、海華、科統(tǒng)、佐臻皆沒有產出晶片，若產品在市場上沒有達到一定程度的規(guī)模和產量，欲回收投資成本相當不容易，因此須通盤考量眾多的因素。佐臻研二處副總經理林文雄指出，SiP模組廠商主要的挑戰(zhàn)是測試設備的投資、各國射頻認證及獲得基頻元件授權的高門檻。
SiP測試設備的投資中，通常新技術測試須委外代工，交由專業(yè)的測試廠執(zhí)行，若技術成熟，SiP模組廠將逐步添購測試設備。然而，無線射頻技術繁雜且發(fā)展快速，如2.4GHz無線射頻技術Wi-Fi就可細分數種類別，且隨時間演進更新，而各種測試設備皆不相同，目前已發(fā)展到5GHz或60GHz頻段。
林文雄表示，如果SiP模組廠商有意跟進，必須了解市場的趨勢并掌握客戶需求，否則將入不敷出。此外，如果欠缺對特定技術的投資，恐降低與他人競爭的實力，容易陷入兩難(圖4)。
圖4 射頻測試項目繁雜，測試設備投資也是一大筆開銷，SiP模組廠商須審慎考量。
此外，無線射頻技術眾多，卻也是一種有限資源，具有相當繁雜的測試規(guī)范，相關無線模組產品一旦輸入其他國家，恐面臨通過各國法規(guī)認證的考驗。由于無線射頻歸類于消費性電子產品，每個國家擔心其無線電受到干擾，因此采取認證機制，以確保某些頻道不被相關應用產品干擾。
至于SiP模組廠商跨入3G/4G基頻處理器同樣困難重重，申請執(zhí)照得繳交可觀的保證金及報名費用，晶片廠商也將評估SiP模組廠商是否具有設廠規(guī)模及產量，再決定開出新的CSP與否。再者，已經有能力和資本投入的廠商勢必大有來頭，臺灣SiP模組廠相較下難以匹敵?；l也存在多重測試門檻，包括互通性(IOP)測試、營運商相容性測試、個人電腦和印刷電路板行動測試，以及換手(Handover)能力測試等，必須隨處皆可連上基地臺，適應各家廠商的交換器。
另外基頻除了不開放之外，另一個原因是媒體存取控制(MAC)基頻和射頻的部分皆落在2GHz頻段以下，都可以用單一制程生產，除了功率放大器，本身即可達到微型效果，加上目前主要的應用載具是手機，考慮整合進SiP的意愿低。
林文雄指出，佐臻設備投資主要投入無線通訊的研發(fā)設備，另在臺灣也有生產設備進行試產，投資前，佐臻會制作一張投資清單，交由生產工廠依據市場的規(guī)模和價格進行評估，再進一步決定生產的意愿。
產品為達高量產，測試商設備必須二十四小時運作。雖然提供類似射頻測試的廠商，并非如日月光和矽品的封測廠，但無線通訊的量測技術十分關鍵，條件是提供測試服務的廠商必須投資配合。一旦SiP模組整合處理器和射頻元件，還必須依照元件性質分成不同階段測試，如應用處理器(AP)模組為數位化的元件，可透過系統(tǒng)測試；CPU測試則是高速邏輯訊號量測；另外射頻元件的量測則自成一格，前段是做完硬體的SMT和封裝，后段是量測和射頻，兩類測試儀器迥然不同。
2010年8月，臺灣封測雙雄之一的日月光，完成收購環(huán)隆電氣股分，堪稱臺灣近3年來最高金額的收購案，環(huán)隆電氣擁有系統(tǒng)封裝(SiP)模組設計、封裝及相關射頻的測試能力。為什么日月光如此中意環(huán)隆電氣的射頻模組技術？其實，SiP技術抬頭，封裝技術不再是SiP供應鏈中舉足輕重的角色，模組設計能力反而出線。
SiP邁向專業(yè)分工臺灣供應鏈受矚目
SiP須由完整的供應鏈實現，從上游晶片設計、模組設計，到后段封裝及測試，每一個環(huán)節(jié)的角色必須互相緊密配合，在維持內部元件介面互通的原則下，增加SiP功能的豐富度。因此，提供SiP服務最大的挑戰(zhàn)是SiP各種元件資訊必須順暢地在供應鏈中流通。不過，由于臺灣半導體產業(yè)分工精密，不如許多國際整合元件制造商(IDM)具備化零為整的優(yōu)勢，缺少SiP元件資訊在內部快速流通，以及加速上市時程的優(yōu)勢。
然而情勢急轉直下，資策會產業(yè)情報研究所(MIC)預估，2011年全球IDM大廠被迫釋出大量訂單，全球半導體產業(yè)走向專業(yè)分工，除了半導體產業(yè)龍頭英特爾(Intel)之外，IDM僅著手研發(fā)較高整合性的產品，因此投資先進制程的力道趨緩，轉而擴大委外代工規(guī)模，逐漸走向輕晶圓廠(Fab-lite)。
驅使全球IDM大廠走向輕晶圓最主要原因，是垂直整合的策略缺乏成本競爭力，雖然較分工細的供應鏈具有加速上市時程的優(yōu)勢，但整體成本效率不彰，必須遷就大規(guī)模、高產量的產品?，F實面讓IDM大廠驚覺自家生產部門欠缺獲利價值；另一方面，設計研發(fā)部門仍保持較高的利潤，因此，IDM走向轉型一途，生產制造的比重僅維持在一定的程度，多數產品仍選擇委外代工，交由更專業(yè)的廠商負責，臺灣分工精密的SiP供應鏈勢力因此抬頭。
日月光研發(fā)中心副總經理余國寵表示，SiP技術重視供應鏈整合，以往臺灣產品在這一項服務十分吃虧，但隨IDM式微，臺灣廠商在SiP的供應鏈地位漸顯，日月光更擔任SiP供應鏈中封裝測試的要角。
觀察近年來的趨勢，IBM、摩托羅拉(Motorola)受產業(yè)精密分工現象波及，據了解，IBM在2010年約60%的營收來自服務，明顯降低生產制造部門的比重，藉此減緩受景氣循環(huán)的沖擊；超微(AMD)的生產制造比例逐年下滑，除高階中央處理器(CPU)仍親自操刀，繪圖處理器(GPU)多已委外代工；德州儀器(TI)則在40奈米制程之前止步，大部分的封裝也交由專業(yè)代工廠。
這股效應同樣蔓延歐洲半導體產業(yè)，連日本也難逃一劫。由于日本產業(yè)風格保守，步入輕晶圓廠的速度較慢，競爭力不彰，近年遭鄰近的韓國企業(yè)三星(Samsung)重挫，包括瑞薩電子(Renesas Electronics)、東芝(Toshiba)、索尼(Sony)、Panasonic。瑞薩電子SiP開發(fā)部經理海野雅史(圖1)表示，顧及市場需求不穩(wěn)定的風險，瑞薩電子選擇降低自家產能，并以大面積晶圓搭配微小化的晶片，以提高產能效率。一旦求過于供，隨即采取委外代工的方式，同時達到建構晶圓網路的策略。
圖1 瑞薩電子SiP開發(fā)部經理海野雅史表示，瑞薩電子SiP以微小化為技術特色，積極搶攻消費性電子。
CSP突破封裝技術 模組設計角色吃重
受IDM大廠轉型趨勢的影響，臺灣SiP供應鏈逐漸抬頭。值得注意的是，封測廠雖然也逐步擴大產能，但并非因此成為SiP供應鏈中的焦點，反而是SiP模組設計服務的提供者更加受到青睞，主要的原因是封裝技術也逐漸變革。
佐臻董事長梁文隆表示，晶圓級封裝(CSP)和封裝級封裝(POP)技術的發(fā)展，使封裝技術門檻降低，封測廠失去掌握SiP模組的技術主導權，未來決定封裝元件優(yōu)劣的指標僅剩良率；倒是SiP可透過模組設計增加產品彈性，足以決定SiP的整體功能配置和應用發(fā)展，在這個全球專業(yè)化的趨勢中脫穎而出。
CSP是目前業(yè)界發(fā)展出尺寸最小的封裝技術，幾乎可達到已知良裸片(KGD)的大小，相較之下，舊有的多晶片封裝(MCP)、COB(Chip On Board)等技術，其封裝尺寸皆相形見絀。隨CSP技術逐漸成熟，可望成為SiP內部元件的主流封裝技術，而這樣的封裝技術通常在晶圓廠階段就已經完成，并不會經手矽品、日月光等封測廠。因此，SiP封裝技術逐漸標準化，CSP封裝結構幾乎順從規(guī)范，大幅縮短從晶圓廠到系統(tǒng)廠之間所耗費的時間，并可針對不同應用拼湊出不同的模組設計。若依此架構發(fā)展SiP供應鏈，處理器和記憶體之間的高速整合，以及射頻元件的設計成為較關鍵的議題，促使SiP模組設計地位漸顯。
梁文隆指出，臺灣產業(yè)分工精密，系統(tǒng)、封裝商鮮有交集，但SiP價值在于為整個產業(yè)鏈尋找共同目標，且產品必須被市場大量應用，模組設計商因此擔任SiP供應鏈重要的中介者。佐臻逐步累積資產，從最初的元件供應商，蛻變成射頻模組設計商，甚至后來內部組成系統(tǒng)研發(fā)團隊，補強自家更多SiP供應鏈的周邊能力，唯一沒有投入的環(huán)節(jié)就是封裝。
這同時也解釋為什么日月光強調獲得SiP模組設計能力的重要性，日月光購并的環(huán)隆電氣擁有SiP射頻模組設計、模組封裝及相關射頻的測試能力，日月光可藉此強化模組設計能力，達到整合各式各樣無線通訊元件的產品，包括無線區(qū)域網路(Wi-Fi)、調頻(FM)、藍牙(Bluetooth)等。余國寵指出，SiP模組設計應用將成為日月光未來最主要的開發(fā)市場。
加值效果大SiP模組廠扮要角
事實上，模組須具備的封裝技術和IC晶片所采用的封裝技術并不同，模組封裝十分著重表面黏著技術(SMT)并使用被動元件，因此僅需低階設備就可達成模組封裝。由此可知，SiP模組重視的并不是封裝技術，而是設計能力，進而發(fā)揮相當高的加值效果。
鉅景總經理王慶善表示，SiP發(fā)展模式如同系統(tǒng)單晶片(SoC)，最初雖淪為代工，但到后來逐漸可提供解決方案、設計等，SiP將會從原本純粹的技術演進成完整的產業(yè)鏈，但不局限于半導體產業(yè)中任何一個環(huán)節(jié)。由于SoC發(fā)展到最后，勢必面臨異質整合瓶頸，更加襯托SiP具備高附價值的特色，可發(fā)揮更大的整合特性，足以超越摩爾定律(Moore's Law)。
鉅景于2010年終推出全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、Wi-Fi和藍牙的解決方案。王善慶強調，不同的無線射頻技術須確立正確的市場定位，如GPS功能可以提供在地化服務(表1)。 [!--empirenews.page--]
余國寵認為，廠商若要承接SiP模組設計的業(yè)務，必須具備完整的模組設計能力，尤其是各種層面的技術，才能在競爭激烈的SiP供應鏈中取得優(yōu)勢，以提供低成本的服務吸引客戶，并與對手差異化，發(fā)揚SiP的精神。也就是說，SiP模組廠商必須達成客戶具有成本效益的解決方案，并讓產品產生市場差異、提高現有產品制程良率、營運商的效率、改進設計規(guī)格，最重要地，產品能進入量產階段并降低成本，同步掌握客戶未來產品的規(guī)畫。
余國寵表示，設計能力即SiP模組廠與晶片設計大廠溝通的語言，讓具備設計能力的兩造得以對話。一旦供應鏈上下得以溝通，有助雙方取共識，并進而促成交易。日月光透過先進封裝技術、模組設計及原來具備的封裝規(guī)模，容易滿足客戶大產能的需求，可進一步在后段封裝測試服務中扮演重要的角色。
先進封裝加持SiP模組效能漲
日月光同時布局模組設計和先進封裝技術，藉此達到相輔相成的效果。余國寵進一步說明，所謂的先進封裝技術指的是IC封裝及嵌入式(Embedded)技術，由于未來SiP模組技術具有很大的差異化，但進入一般封裝服務的門檻相對降低，若能提供完整的解決方案，便可從設計的角度思考整體系統(tǒng)效能。
IC封裝技術屬于先進封裝，最顯著的效果在于封裝尺寸微縮的程度、遮罩(Shielding)對于降低電磁干擾(EMI)的能力。由于目前主流的技術采用金屬引線(Metal Lead)，是透過焊接金屬加工所制造，誤差范圍及厚度皆大，作為電磁干擾的遮罩效果不佳。若采用密合式遮罩(Conformal Shielding)和封模(Moding)等IC封裝技術(圖2)，則可大幅提升效能，且維持小尺寸，尤其適合應用在輕薄短小的行動裝置。此外，模組封裝也加入嵌入式技術，如整合被動元件(IPD)，由于很多被動元件占模組相當大的面積，因此被動元件可采用內埋技術，把元件植入基板內部，以減少厚度。IC封裝技術最常應用在無線通訊模組，如Wi-Fi、藍牙、GPS和調頻，因此適合手提式裝置應用包括智慧型手機和平板裝置。
圖2 資料來源：矽品
先進封模技術可以提升SiP模組微小化的效果。
和模組設計技術如同如積木般具有彈性，客戶可擁有高度客制化，以滿足不同的應用需求。日月光布局許多先進封裝技術，包括整合被動元件、嵌入式技術、三維(3D)IC、矽材基板(Silicon Interposer)，及無線射頻模組設計能力。余國寵認為，當與客戶進行晶片封裝交流(CPI)的合作時，日月光將可利用不同層面的核心技術，發(fā)揮加速上市時程的優(yōu)勢，并滿足不同客戶的需求。若從應用市場來看，先進封裝
跳脫代工服務SiP模組爭取主導權
晶片設計業(yè)者每半年就推出新的晶片，導致模組廠必須配合更換SiP內部的元件，加上晶片商的價格透明，迫使模組廠的價格容易被攤在陽光下。一旦市場定位錯誤，模組廠商的模組恐無法在競爭激烈的市場發(fā)揮效益，承受慘痛代價。
梁文隆感嘆地表示，臺灣SiP模組廠商都在替晶片設計商做代工，拚生產數量并刺激產能，大部分的SiP模組廠商幾乎都為單一廠商的元件系統(tǒng)作模組設計，如佐臻和德州儀器密切合作，射頻模組中的主要元件都由德州儀器提供。其實，與德州儀器的合作并非佐臻所能選擇，主要取決于德州儀器提供平臺、驅動器等協(xié)助的意愿。
晶片廠商雖是模組廠重要的合作夥伴，卻也成為無形的敵人，束縛模組廠商主導的能力。梁文隆指出，以前都是這些晶片廠主宰SiP供應鏈，因為他們掌握元件來源，若要突破現狀，除了需要時間，必須以設計能力、經驗和市場規(guī)模說服更多晶片廠商。
佐臻下一步計劃整合不同廠商的晶片，并達成不同的元件間的互通性，發(fā)揮產品價值，進而將SiP的商業(yè)模式發(fā)揚光大。鉅景則已經累積相當廣泛的資源，包括記憶體和射頻元件，達成與不同晶片廠商合作，最主要的原因是經驗的累積。但現階段而言，多數SiP模組廠商仍選擇特定的晶片合作廠商，以Wi-Fi元件為例，供應商包括德州儀器、邁威爾(Marvell)、創(chuàng)銳訊(Atheros)和博通(Broadcom)(圖3)。
圖3 海華推出WiGig的60GHz無線射頻模組，涵蓋雙模Wi-Fi晶片與60GHz架構，可與Wi-Fi相容。
由于規(guī)模較大的手機系統(tǒng)廠傾向直接從晶片原廠取得元件，并不會透過模組廠商；因此SiP模組廠所提供的代工服務，必須拿到相對價格低的元件，進而銷售給其他可獲得利潤的二線系統(tǒng)廠商。因此，SiP通訊模組技術廠商必須謹慎評估，衡量如何得到第二線、第三線廠商的支持，進而擴大自家市場規(guī)模。梁文隆強調，SiP并非一味追求微型化，最佳化才是SiP的目標，決定整合什么元件到系統(tǒng)內部，必須符合客戶需求和市場需求，實現加速上市時程的價值。
SiP設計最佳化必須考慮成本、功能及上市時間，以及允許系統(tǒng)廠商容易進行設計變更。值得注意的是，產品歷經設計變更時，核心部分不必太大調整，僅須維持良率并加速上市時間，即可發(fā)揮系統(tǒng)價值。若沒有在此架構下，SiP就必須建置在印刷電路板上，導致額外增加一個載具。
添軟體研發(fā)能力SiP建構完整行動系統(tǒng)
目前SiP重要的市場為嵌入式應用，包括行動裝置、可攜式產品，最能夠反映出SiP技術應用的方向。至于純粹的射頻SiP都具備通訊功能，屬于子系統(tǒng)，并非一個完整的系統(tǒng)功能。完整的系統(tǒng)架構必須包含CPU或微處理器(MPU)，加上快閃記憶體、電源管理等，才算是完整的SiP系統(tǒng)。梁文隆指出，目前多數臺灣廠商提供射頻模組，必須依附于處理器，相較之下，佐臻專注在射頻模組設計和軟體及驅動器的支援，藉此掌握SiP技術的關鍵，避免淪為代工封裝技術，否則交由封測廠就可達成。
目前嵌入式產品都以安謀國際(ARM)平臺為基礎，其效能與日俱增，現已可以達到1G～1.5GHz，加上雙倍資料率(DDR)、快閃(Flash)記憶體及無線元件，完整的SiP不僅涵蓋硬體，軟體應用能力也關鍵至極。
鉅景也提出相同的藍圖，整合中央處理器、數位訊號處理器(DSP)和記憶體，建構完整的SiP系統(tǒng)。但王慶善強調，建構類似的SiP平臺并非只靠硬體，必須同時掌握軟體能力，尤其行動裝置平臺多元，系統(tǒng)廠商的選擇考驗SiP模組商的整合能力，鉅景提早投入Android平臺的研發(fā)，也發(fā)展Linux平臺環(huán)境。 [!--empirenews.page--]
整合處理器的SiP困難之處，在于系統(tǒng)和封裝廠商無法彼此搭配，且封裝需要有數量，SiP必須兼顧系統(tǒng)、封裝和射頻的能力，橫跨硬體和軟體，考驗產業(yè)鏈多重技術的整合。
射頻技術繁雜模組測試設備投資須謹慎
對于臺灣SiP模組設計商而言，投資正確的元件是艱鉅的挑戰(zhàn)，因為將連帶影響測試設備的支出。除創(chuàng)意電子外，臺灣大部分提供SiP服務的廠商如鉅景、海華、科統(tǒng)、佐臻皆沒有產出晶片，若產品在市場上沒有達到一定程度的規(guī)模和產量，欲回收投資成本相當不容易，因此須通盤考量眾多的因素。佐臻研二處副總經理林文雄指出，SiP模組廠商主要的挑戰(zhàn)是測試設備的投資、各國射頻認證及獲得基頻元件授權的高門檻。
SiP測試設備的投資中，通常新技術測試須委外代工，交由專業(yè)的測試廠執(zhí)行，若技術成熟，SiP模組廠將逐步添購測試設備。然而，無線射頻技術繁雜且發(fā)展快速，如2.4GHz無線射頻技術Wi-Fi就可細分數種類別，且隨時間演進更新，而各種測試設備皆不相同，目前已發(fā)展到5GHz或60GHz頻段。
林文雄表示，如果SiP模組廠商有意跟進，必須了解市場的趨勢并掌握客戶需求，否則將入不敷出。此外，如果欠缺對特定技術的投資，恐降低與他人競爭的實力，容易陷入兩難(圖4)。
圖4 射頻測試項目繁雜，測試設備投資也是一大筆開銷，SiP模組廠商須審慎考量。
此外，無線射頻技術眾多，卻也是一種有限資源，具有相當繁雜的測試規(guī)范，相關無線模組產品一旦輸入其他國家，恐面臨通過各國法規(guī)認證的考驗。由于無線射頻歸類于消費性電子產品，每個國家擔心其無線電受到干擾，因此采取認證機制，以確保某些頻道不被相關應用產品干擾。
至于SiP模組廠商跨入3G/4G基頻處理器同樣困難重重，申請執(zhí)照得繳交可觀的保證金及報名費用，晶片廠商也將評估SiP模組廠商是否具有設廠規(guī)模及產量，再決定開出新的CSP與否。再者，已經有能力和資本投入的廠商勢必大有來頭，臺灣SiP模組廠相較下難以匹敵?；l也存在多重測試門檻，包括互通性(IOP)測試、營運商相容性測試、個人電腦和印刷電路板行動測試，以及換手(Handover)能力測試等，必須隨處皆可連上基地臺，適應各家廠商的交換器。
另外基頻除了不開放之外，另一個原因是媒體存取控制(MAC)基頻和射頻的部分皆落在2GHz頻段以下，都可以用單一制程生產，除了功率放大器，本身即可達到微型效果，加上目前主要的應用載具是手機，考慮整合進SiP的意愿低。
林文雄指出，佐臻設備投資主要投入無線通訊的研發(fā)設備，另在臺灣也有生產設備進行試產，投資前，佐臻會制作一張投資清單，交由生產工廠依據市場的規(guī)模和價格進行評估，再進一步決定生產的意愿。
產品為達高量產，測試商設備必須二十四小時運作。雖然提供類似射頻測試的廠商，并非如日月光和矽品的封測廠，但無線通訊的量測技術十分關鍵，條件是提供測試服務的廠商必須投資配合。一旦SiP模組整合處理器和射頻元件，還必須依照元件性質分成不同階段測試，如應用處理器(AP)模組為數位化的元件，可透過系統(tǒng)測試；CPU測試則是高速邏輯訊號量測；另外射頻元件的量測則自成一格，前段是做完硬體的SMT和封裝，后段是量測和射頻，兩類測試儀器迥然不同。
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