由于集成電路設計水平和工藝技術的提高，集成電路規模越來越大，已可以將整個系統集成為一個芯片（目前已可在一個芯片上集成108個晶體管）。這就使得將含有軟硬件多種功能的電路組成的系統（或子系統）集成于單一芯片成為可能。90年代末期集成電路已經進入系統級芯片（SOC）時代。

　　20世紀80年代，專用集成電路用標準邏輯門作為基本單元，由加工線供給設計者無償使用以縮短設計周期：90年代末進入系統級芯片時代，在一個芯片上包括了CPU、DSP、邏輯電路、模擬電路、射頻電路、存儲器和其它電路模塊以及嵌入軟件等，并相互連接構成完整的系統。

　　由于系統設計日益復雜，設計業出現了專門從事開發各種具有上述功能的集成電路模塊（稱做知識產權的內核，即IP核）的工廠，并把這些模塊通過授權方式提供給其他系統設計者有償使用。設計者將以IP核作為基本單元進行設計。IP核的重復使用既縮短了系統設計周期，又提高了系統設計的成功率。

　　研究表明，與IC組成的系統相比，由于SOC設計能夠綜合并全盤考慮整個系統的各種情況，可以在同樣工藝技術條件下實現更高的系統指標。21世紀將是SOC技術真正快速發展的時期。

　　近年來由于整機的便攜式發展和系統小型化的趨勢，要求芯片上集成更多不同類型的元器件，如Si-CMOSIC、GaAs-RFIC、各類無源元件、光機

　　電器件、天線、連接器和傳感器等。單一材料和標準工藝的SOC就受到了限制。近年來在SOC基礎上快速發展的系統級封裝（SiP），即在一個封裝內不僅可以組裝多個芯片，還可以將包含上述不同類型的器件和電路芯片疊在’—起，構建成更為復雜的、完整的系統。

　　SiP與SOC相比較具有：

　　（1）可提供更多新功能;

　　（2）多種工藝兼容性好;

　　（3）靈活性和適應性強;

　　（4）低成本；

　　（5）易于分塊測試；

　　（6）開發周期較短等優點。

　　SOC和SiP二者互為補充，一般認為SOC主要應用于更新換代較慢的產品和軍事裝備要求高性能的產品，SiP主要用于換代周期較短的消費類產

　　品，如手機等。SiP在合格率和計算機輔助設計方面尚有待進一步提高。

　　由于SiP的復雜性，無論是在設計和工藝技術方面都提出了更高的要求。在設計方面需要系統工程師、電路設計、版圖設計、硅技術設計、測試和制造等工程師團隊一起合作共同實現最好的性能、最小的尺寸和最低的成本。首先通過計算機輔助模擬設計采用的IC芯片、功率和無源元件等參數及布局；設計高密度布線中要考慮消除振蕩、過沖、串擾和輻射等；熱耗散和可靠性的考慮；基板材料的選擇（包括介電常數、損耗、互連阻抗等）；制定線寬、間距和通孔等設計規則;最后設計出母板的布圖。

　　SiP采用近十年來快速發展的倒裝焊互連技術，倒裝焊互連比引線鍵合具有直流壓降低、互連密度高、寄生電感小、熱特性和電學性能好等優點，但費用較高。SiP的另一大優點是可以集成各種無源元件。無源元件在集成電路中的用量日益增加，如在手機中無源元件和有源器件之比約為50：1。采用近年來發展的低溫共燒多層陶瓷（LTCC）和低溫共燒鐵氧體（LTCF）技術，即在多層陶瓷內集成電阻、電容、電感、濾波器和諧振器等無源元件，就如同在硅片中集成有源器件一樣。此外，為了提高管芯在封裝中所占面積比多采用兩個以上的芯片疊層結構，在Z方向上進行三維集成。其疊層芯片之間超薄柔性絕緣層底板的研制、底板上的銅布線、互連通孔和金屬化等新工藝技術得到了發展。

　　SiP以其進入市場快、更小、薄、輕和更多的功能的競爭力， 目前己在工業界得到廣泛地應用。其主要應用領域為射頻／無線應用、移動通信、網絡設備、計算機和外設、數碼產品、圖像、生物和MEMS傳感器等。

　　到2010年預計SiP的布線密度可達6000cm/cm2，熱密度達到100W/cm2，元件密度達5000／cm2，I/O密度達3000/cm2。系統級封裝設計也像SOC的自動布局布線一樣朝著計算機輔助自動化的方向發展。Intel公司最先進的SiP技術已將五片疊層的閃存芯片集成到1．0mm的超薄封裝內。日本東芝的SiP目標是把移動電話的全部功能集成到一個封裝內。日本最近預測如果全世界LSI系統的1／5采用SiP技術，則SiP的市場可達1．2萬億日元。SiP以其進入市場快的優勢，在未來幾年內將以更快的增長速度發展。我國在加快發展集成電路設計和芯片制造的同時，應當加大系統級封裝的研究和開發。