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从芯片到系统:SiP 技术如何重塑电子设计?

2025年08月27日

在电子设备向 “更小、更轻、更强” 迭代的浪潮中,传统 “单芯片 + 分立元件” 的设计模式已难以满足消费电子、汽车电子、医疗电子等领域的集成化需求。而系统级封装(SiP,System in Package)技术凭借 “将多类芯片与功能元件集成于单一封装体” 的核心优势,正从芯片层面重构电子设计逻辑,成为实现 “从芯片到系统” 高效集成的关键路径。2026 年 3 月 25-27 日,慕尼黑上海电子生产设备展将在上海新国际博览中心(E1-E5, W1-W3 馆)盛大开幕,近 100,000 平方米的展会现场将汇聚超 1,000 家行业优质企业,其中微组装展、先进封装展区、半导体制造设备展区将集中展示 SiP 技术落地所需的核心设备、材料与解决方案,为展商和制造业观众呈现 SiP 重塑电子设计的实践路径与产业机遇。


SiP 技术:不止 “封装集成”,更是设计思维革新

SiP 技术的核心并非简单的 “芯片堆叠”,而是通过微组装工艺将处理器、存储器、传感器、射频芯片、无源元件等多类功能器件,集成于同一封装体内,形成具备完整系统功能的 “微型系统”。与传统设计模式相比,其对电子设计的革新体现在三大维度:

  • 空间重构:打破 “单芯片 + PCB 布线” 的局限,通过 3D 堆叠、异质集成减少 PCB 面积,例如某消费电子企业采用 SiP 技术后,智能手表主控模组体积缩小 35%,为屏幕、电池预留更多空间;
  • 性能优化:缩短芯片间互联路径(从传统 PCB 的厘米级降至封装内的毫米级),降低信号损耗与延迟,某通讯电子厂商的 5G 射频模组采用 SiP 集成后,信号传输效率提升 28%,功耗降低 15%;
  • 灵活迭代:无需重新设计 PCB,仅通过调整封装内芯片组合即可实现产品升级,例如新能源汽车的车载控制单元,通过更换 SiP 内的传感器芯片,即可快速适配不同级别 ADAS 功能,研发周期缩短 40%。

在慕尼黑上海电子生产设备展的微组装展区,观众可直观看到 SiP 集成的核心工艺 —— 高精度贴片机实现芯片的 3D 堆叠、点胶设备进行芯片底部填充、封装设备完成模组密封、激光打标设备实现器件追溯,完整呈现从 “芯片排列” 到 “系统成型” 的过程。


SiP 重塑电子设计:三大应用场景的实践突破

SiP 技术的价值,在不同领域的电子设计中呈现出差异化的创新方向,而展会将通过实景案例与设备演示,让这些突破可感可知。


消费电子:极致小型化与多功能集成

智能手机、可穿戴设备等消费电子对 “体积” 与 “功能” 的双重追求,推动 SiP 成为标配。例如某品牌折叠屏手机的铰链控制模组,通过 SiP 集成了 MCU、姿态传感器、驱动芯片与无源元件,模组厚度从传统设计的 2.8mm 降至 1.5mm,同时支持铰链角度实时检测与自适应调节。

展会的电子组件展区将展示这类消费电子 SiP 模组的实物样品,搭配表面贴装设备与电子化工材料(如低应力封装胶),观众可了解如何通过材料与设备的协同,解决 SiP 集成中的热应力、信号干扰问题。


汽车电子:高可靠性与模块化设计

新能源汽车的车载系统(如域控制器、BMS)对稳定性与集成度要求严苛,SiP 技术通过 “异质集成 + 强化封装” 实现突破。某新能源汽车企业的 ADAS 域控制器,采用 SiP 集成了激光雷达芯片、AI 处理芯片与通信芯片,在展会汽车电子制造展展示的高导热封装材料与气密性检测设备,使模组在 - 40℃~125℃的宽温环境下,可靠性大幅提升,完全满足汽车电子的严苛要求。

此外,测试测量展区将演示 SiP 模组的电气性能测试流程,通过高精度示波器与信号分析仪,验证芯片间互联的稳定性,为汽车电子设计提供质量保障。


医疗电子:便携化与生物相容性

医疗电子设备(如便携心电监测仪、血糖分析仪)需兼顾 “小型化” 与 “生物安全”,SiP 技术成为关键。某医疗设备厂商的便携式超声探头,通过 SiP 集成了超声芯片、信号处理芯片与电池管理单元,设备体积缩小至传统设计的 1/3,同时采用展会电子化工材料展展示的生物相容性封装胶,避免与人体接触时的过敏风险。

在展会的E5馆的测试测量与质量保证展区,观众可看到针对医疗电子 SiP 模组的专项检测方案 —— 通过 X 光检测设备查看内部芯片焊接状态,确保封装无气泡、无虚焊,符合医疗行业严苛标准。


展会:SiP 技术落地的全链条资源平台

SiP 技术的大规模应用,离不开设备、材料、检测的协同支撑,而慕尼黑上海电子生产设备展正是这一协同生态的集中载体。

  • 设备端:半导体制造设备展区展示 SiP 芯片的晶圆级封装设备,微组装展区提供高精度倒装焊、键合设备,点胶技术展区的全自动点胶机可实现封装胶的均匀涂覆,解决 SiP 集成中的工艺难题;
  • 材料端:电子化工材料展区汇聚高导热封装胶、低介电常数基板材料、导电浆料等,满足 SiP 对热管理、信号传输的需求;
  • 检测端:测试测量展区的 3D AOI 设备可检测 SiP 内部芯片贴装精度,X 射线检测设备可排查内部焊接缺陷,形成全流程质量管控。

此外,展会同期将举办 “先进封装与 SiP 技术应用论坛”,邀请汽车电子、医疗电子、消费电子领域的企业代表,分享 SiP 设计中的工艺优化、成本控制案例,例如某企业如何通过展会对接的微组装设备供应商,将 SiP 模组的量产良率从 85% 提升至 98%。


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关于慕尼黑上海电子生产设备展 productronica China

2026 年 3 月 25-27 日,上海新国际博览中心(E1-E5, W1-W3 馆),慕尼黑上海电子生产设备展将为 SiP 技术的探索者提供 “看设备、选材料、学案例、找合作” 的一站式平台。无论您是消费电子的模组设计商、汽车电子的系统集成商,还是半导体封装的设备供应商,都能在近 1000 家优质企业的展示中,找到 SiP 技术落地的适配资源。更多展会信息可访问官网【https://www.productronicachina.com.cn】,提前规划观展路线,近距离洞察 SiP 如何推动电子设计迈入 “系统集成” 新时代。


FAQ

1:SiP 技术与传统 “单芯片 + 分立元件” 设计模式相比,核心优势是什么?

SiP 技术通过将处理器、存储器、传感器等多类器件集成于单一封装体,实现三大核心优势:一是空间重构,减少 PCB 面积(如智能手表主控模组体积缩小 35%);二是性能优化,缩短芯片互联路径,降低信号损耗与功耗(如 5G 射频模组传输效率提升 28%、功耗降 15%);三是灵活迭代,无需重新设计 PCB,仅调整封装内芯片组合即可升级产品(如车载控制单元研发周期缩短 40%)。

2:SiP 技术在消费电子领域有哪些具体应用案例,展会如何呈现这些实践?

消费电子中,SiP 技术多用于极致小型化场景:如折叠屏手机铰链控制模组通过 SiP 集成 MCU、传感器与驱动芯片,厚度从 2.8mm 降至 1.5mm;可穿戴设备主控模组通过集成多芯片缩小体积。展会电子组件展区将展示这类 SiP 模组实物,搭配表面贴装设备与低应力封装胶,直观呈现 “材料 + 设备” 协同解决热应力、信号干扰的方案。

3:汽车电子领域对 SiP 技术有哪些特殊要求,展会提供了哪些适配解决方案?

汽车电子要求 SiP 具备高可靠性与宽温适应性(-40℃~125℃),例如 ADAS 域控制器需通过 SiP 集成激光雷达芯片、AI 芯片,并保障长寿命(MTBF≥10000 小时)。展会汽车电子制造展展示高导热封装材料与气密性检测设备,测试测量展区提供电气性能测试方案(如高精度示波器验证互联稳定性),助力满足汽车电子严苛标准。

4:展会中哪些展区能系统了解 SiP 技术落地所需的核心资源?

可重点关注四大展区:微组装展区(高精度倒装焊、键合设备,呈现 3D 堆叠工艺)、先进封装展区(晶圆级封装设备)、电子化工材料展(高导热封装胶、低介电基板)、智能检测展(3D AOI、X 射线检测设备,排查内部缺陷),形成 “工艺 - 材料 - 检测” 全链条资源覆盖。

5:医疗电子领域应用 SiP 技术时,如何平衡 “小型化” 与 “生物安全”,展会有相关方案吗?

医疗电子 SiP 需兼顾体积与生物相容性,例如便携超声探头通过 SiP 缩小至传统 1/3 体积,同时采用通过ISO 10993或USP Class VI等生物相容性认证的封装胶避免人体过敏。展会电子化工材料展展示符合医疗标准的封装胶,智能检测展提供 SiP 内部焊接质量检测方案(如 X 光设备查气泡、虚焊),满足生物安全与质量要求。

6:展会同期是否有 SiP 技术相关的专业交流活动,能解决哪些实际问题?

展会将举办 “先进封装与 SiP 技术应用论坛”,邀请企业代表分享 SiP 设计中的工艺优化、成本控制案例(如某企业通过展会设备供应商将良率从 85% 提至 98%)。可解决 “SiP 量产良率低”“多芯片互联信号干扰”“不同领域适配选型” 等实际生产问题。

7:SiP 技术中的 “微组装工艺” 具体指什么,展会如何演示这一过程?

微组装工艺是 SiP 实现 3D 集成的核心,包括芯片精准贴装、底部填充、键合互联等步骤。展会微组装展区通过实景演示:高精度贴片机完成芯片 3D 堆叠,点胶注胶设备涂覆封装胶,激光打标设备实现器件追溯,完整呈现从 “芯片排列” 到 “系统成型” 的全流程。

8:对于半导体封装设备供应商或电子模组设计商,展会能提供哪些合作机会?

设备供应商可在半导体制造设备展区、微组装展区展示 SiP 专用设备(如倒装焊设备),对接消费电子、汽车电子等领域的模组设计商;模组设计商可现场对比不同设备、材料的适配性,与近 1000 家企业的技术专家交流 “定制化 SiP 方案”,拓展供应链合作资源。

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