3D封装大势所趋，技术挑战不容小觑

早在1971年英特尔发布的第一款CPU 4004内部晶体管数约有2300个，5年后，英特尔的Ponte Vecchio处理器将47个小芯片超过1000亿个晶体管封装到一个处理器中，过程中同时使用2.5D和3D技术。再到如今苹果发布了计算机最高端处理器芯片M1 Ultra，将横向排列的2枚芯片相互连接，配备了1140亿个晶体管。

2.5D/3D封装技术

从以上数据我们可以看出，2.5D/3D封装技术正成为芯片性能提升的一大重要手段。那么什么是2.5D封装什么又是3D封装呢？

2.5D封装指的是在二维的平面上，基于硅中介层（Interposer），将Chiplet组成一个大的芯片。Chiplet之间在硅中介层上通过数据的交互，形成一个系统级的芯片。而3D则是在三维空间组装芯片，在垂直的方向堆叠更多的小芯片，从而集成更多的功能。

3D封装就是将一颗原来需要一次性流片的大芯片，改为若干颗小面积的芯片，然后通过先进的封装工艺，即硅片层面的封装，将这些小面积的芯片组装成一颗大芯片，从而实现大芯片的的功能和性能。这种小面积的芯片就是Chiplet，一般翻译成小芯片或芯粒。

3D封装成大势所趋，技术挑战不容小觑

随着芯片微缩愈加困难，而市场对芯片高性能的追逐不减，业界开始探索在封装领域寻求突破，所以这几年，诸如2.5D/3D的先进IC封装技术已经成为代工厂、封测厂、IDM、芯片设计厂商以及EDA厂商都竞相关注的一环。

可以说，3D封装是芯片架构的一次革命，那么必然会带来芯片设计上的难题。

首先，在进行2.5D/3D堆叠之后由于集成度的大幅度提升，发热量变得更为集中，散热是一大问题。

其次，在芯片、中介层、基板膨胀、冷缩的过程中，需要保障机械应力的可靠性；再者就是芯片之间的高频信号，需要满足时序、信号完整性要求等问题。

最后，芯片堆叠完成后，还需要测试上层芯片是否能正常工作，接线是否良好，堆叠过程中没有被损坏等等。这些都是3D封装需要面对的难题和挑战。

随着整个产业链逐渐日趋完善，并且不断推出各领域新的支持的技术，如2.5D和3D封装技术将成为接下来芯片性能提升过程的中流砥柱，也将是半导体产业的未来。