1.3.1　系统级封装的性能与功能

如今，电子产品体积越来越小，需要集成的功能越来越多，通过摩尔定律可推动晶体管的小型化与功能的增强。但是，一个完整的系统除需要具有晶体管之类的有源元器件外，还需要搭配无源元器件。

常用的板上系统（System on Board，SoB）将多个不同功能的有源元器件与无源元器件集成在PCB上，实现了电子产品的系统功能。SoB集成的灵活性比较高，开发和制造成本比较低。但是，SoB的体积大、占板面积大。另外，SoB功能信号的传输是从一个芯片到PCB线路，再到另一个芯片或无源元器件的，不仅传输路径长，而且涉及不同材料［芯片焊点、焊线、引线框（基板）、输出焊点等］，所以，电路阻抗大、信号时延长，从而影响整个系统的功耗与性能。

在追随摩尔定律的基础上，SoC在小型化方面优势非常明显。但是，将射频、数字和光技术完全集成到一个单芯片上十分困难。一方面，无源元器件需要消耗的面积资源比较大，将无源元器件集成到芯片上大幅提高了芯片成本，并且受到尺寸限制，并非所有的无源元器件都可以集成在硅片上，如天线。另一方面，在标准的硅技术中，存在固有的硅损失，超出传统数字IC的面积较大，品质因子受限，并且标准硅基板的阻值有限，信号隔离效果有限。所以，很难将每一个无源元器件都集成在硅片上，这也造成了一个不容忽视的现实，即不是任何完整的系统功能都可以在SoC上实现。

在混合信号系统利用SoC或SoB无法实现小型化，以及性能、功能无法兼顾的困境下，系统级封装载体可以用作无源元器件的集成平台，而仍将晶体管集成在芯片上。这样，整个系统的功能一部分集成在芯片内，另一部分集成在封装体内，系统信号在封装体与芯片之间来回传输。同时，芯片或无源元器件既可以集成在封装基板正面，也可以根据信号优化设计，有选择地埋入封装基板内。相比于SoB，系统级封装体内各主动元器件、被动元器件之间的信号传输路径更短、阻抗更小，信号传输质量也更优良。相比于SoC封装，系统级封装兼容性比较好，可以将采用不同工艺、材料制作的芯片集成到一个系统中，将Si、GaAs、InP等芯片组合成一体化封装体，也可以实现天线、屏蔽层的集成。这些灵活的选择保证了系统级封装功能的完整性，并促进了它持续发展。