为满足电子产品对芯片小型化、高性能与多功能的技术需求，本文从芯片设计与封装两个维度展开研究。通过系统分析片上系统芯片设计技术及混合集成电路、多芯片组件等先进封装技术的核心特征，厘清各类技术的内在关联机制，最终明确片上系统芯片设计与系统级封装技术的适用场景边界。研究成果可为片上系统及先进封装技术的选型与应用提供理论参考。 

    在芯片封装技术演进过程中，混合集成电路、多芯片组件及系统级封装等集成技术逐步形成，其核心目标是在可控面积扩展条件下，实现与系统级芯片相当的功能集成度，同时规避系统级芯片开发周期长、成本高的局限，以加速产品化进程。

1. 混合集成电路封装技术

    混合集成电路作为电子元件与器件集成的关键技术途径，以电路模块化与元器件集成化为核心发展方向，为多芯片组件及系统级封装技术奠定了重要基础。根据基板类型与制造工艺的差异，混合集成电路可分为薄膜型与厚膜型两类：

（1）薄膜混合集成电路

     薄膜混合集成电路通过真空蒸发、溅射、电镀及薄膜刻蚀等工艺，在绝缘基板、表面绝缘层硅片或金属基板上制备厚度约1微米的薄膜导线与器件，实现晶体管、二极管、电阻、电容及电感等元件的集成。对于未达到全膜化集成要求的有源器件芯片、功率电阻、大容量电容器及电感等元件，需采用热压焊接、超声焊接、引线键合或凸点倒装焊接等方式贴装于薄膜基板，构成完整的薄膜混合集成电路。

（2) 厚膜混合集成电路

     厚膜混合集成电路以陶瓷等绝缘基片为载体，通过丝网印刷、烧结及喷涂工艺制作无源元件、导线与焊盘，再采用类表面贴装技术组装二极管、晶体管或半导体集成电路芯片，形成具有特定功能的电路系统。该技术具有工艺简便、成本可控及功率耐受能力强等特点，但元件种类与参数范围存在一定限制，厚度通常为几微米至几十微米。厚膜电路凭借性能稳定性高、设计灵活性强及初始投资低等优势，广泛应用于高压、大电流及大功率电子系统。

2. 多芯片组件封装技术

    多芯片组件是将两个及以上大规模集成电路裸芯片与微型元器件通过电气互连集成于同一高密度互连基板上，并共同封装于单一外壳内形成的高密度微电子组件，可实现部件级或系统级功能。高密度互连基板材料包括陶瓷、硅及金属，图2所示为多芯片组件金字塔形堆叠和硅通孔堆叠封装技术设计示意图。

与传统HIC混合集成电路的技术特性对比

1. 高密度集成与性能优化

    多芯片组件采用高密度多层布线基板，功能模块集成大规模及超大规模裸芯片，具备更高组装密度。这一特性不仅显著缩减电路尺寸与重量，减少焊点数量，更通过缩短互连线长度大幅降低信号传输延时，提升系统响应速度。

2. 系统级功能与接口扩展

    多芯片组件通常实现系统级或子系统级功能，外形设计上配置更多输入输出引脚，接口扩展能力显著优于传统混合集成电路。

3. 芯片规模与集成层级差异

    多芯片组件倾向于集成大规模及超大规模集成电路芯片，而混合集成电路封装芯片以中小规模集成电路为主，两者在集成层级与功能复杂度上存在明显区分。

4. 技术目标的差异化定位

    多芯片组件技术以实现高速度、高性能、多功能及高可靠性为核心目标，传统混合集成电路技术则侧重于体积缩小与重量减轻，技术发展方向呈现显著分化。

    多芯片组件以混合集成电路封装技术为基础，是更高层级、更复杂的混合集成形式，构成电路集成的重要封装技术路径。其核心技术特征体现为：

（1）系统构成以芯片集成为主，无源元件集成数量较少，数字电路领域应用广泛；

（2）作为系统级封装技术的特定实现形式，与先进封装技术体系存在技术衔接关系。

     系统级封装技术通过将来自不同厂商的多功能模块芯片及无源元件集成于小型封装体内，实现系统级功能集成。集成电路封装技术的演进本质上是对既有技术的梳理、迭代与创新重构过程，混合集成电路、多芯片组件及系统级封装技术的发展脉络亦遵循这一规律。

1. HIC与MCM的技术传承关系

混合集成电路以无源元件为主要集成对象，半导体器件占比低且多采用预封装形式，电路结构相对简单。多芯片组件技术则以高密度多层基板为载体，核心集成大规模半导体裸芯片，电路复杂度显著提升，是混合集成电路技术在高密度、高复杂度集成方向的延伸与高级化发展形态。

2. MCM与SIP的技术演进逻辑

系统级封装技术作为多芯片组件技术的进阶形态，具备更大的市场规模与增长潜力，其核心突破在于实现不同工艺、不同功能芯片在多工作频段下的高密度组装与互连。相较于多芯片组件以数字芯片、存储器芯片为主的裸芯片堆叠集成模式，系统级封装技术支持跨工艺芯片的信号存取与交换，可完整实现系统级产品的功能与性能目标。

     本文系统梳理了混合集成电路、多芯片组件及系统级封装技术的演进脉络与技术特征。研究表明，HIC作为基础集成技术，为MCM的高密度裸芯片集成奠定工艺基础；MCM通过多层布线基板与系统级功能集成，实现对HIC的技术超越；SIP则进一步突破工艺壁垒，支持跨厂商、跨工艺芯片的系统级集成，形成“基础集成—高密度组件—系统级封装”的技术递进路径。三者共同构成应对SoC开发局限的先进封装解决方案，为电子产品小型化、高性能与多功能需求提供差异化技术选择，相关结论可为集成电路设计与封装技术选型提供理论支撑。