堆叠芯片封装技术,英文全称:Die Stacking / 3D Packaging,也称作:三维集成电路(3D IC)技术,它是一种将多个芯片在垂直方向上进行堆叠,并通过高密度互连实现集成的先进封装方法,目的是在有限平面面积内大幅提升集成度、带宽与性能密度。它在不依赖传统制程微缩的情况下,通过“向上生长”来提升系统性能,被认为是半导体行业延续“超越摩尔定律”的关键路径之一。业内人士都知道:现随着传统制程工艺逼近物理极限,通过缩小晶体管尺寸来提升性能变得愈发困难且昂贵。堆叠芯片封装技术(Die Stacking / 3D Packaging)应运而生,其主要驱动力在于性能飞跃、成本优化和小型化与高集成这三方面。另外,想要实现芯片堆叠需要一系列关键工艺和架构,目前主流的方案有硅通孔 (TSV)、混合键合 (Hybrid Bonding)、层叠封装 (PoP)和嵌入式硅桥 (EMIB)这四种。就目前来看,堆叠芯片封装技术(Die Stacking / 3D Packaging)已在多个领域大放异彩。在高性能计算领域,AMD的3D V-Cache技术通过在CPU上堆叠大容量缓存,可将游戏性能提升15%-25%。在移动设备领域,PoP技术已是高端手机处理器的标配。然而,堆叠芯片封装技术(Die Stacking / 3D Packaging)也面临挑战。散热管理是首要难题,高密度堆叠导致单位体积发热急剧增加。此外,堆叠带来的机械应力、多层芯片互联的时序同步以及测试维修等问题,也对设计和制造工艺提出了极高要求。




