3DIC是三维集成电路的缩写,是一种高度集成的集成电路封装技术,通过将多个晶圆(wafer)在一定的高度上堆叠在一起,形成三维结构来实现更高性能、更小体积和更低功耗的集成电路。相较于传统的二维集成电路,3DIC能够实现更高的存储密度、更短的物理距离和更快的数据传输速率。
随着移动互联网、人工智能、自动驾驶等应用的不断发展,对处理器性能的要求越来越高,3DIC成为了实现高性能处理器和多功能芯片的有力手段。
3DIC技术的核心是将多个晶圆堆叠在一起,通过垂直互联技术进行连接。常用的3DIC技术包括Through-silicon via (TSV)和inter-tier vias (ITV)。
TSV直接连接3D晶片内的各层金属,使得信息在不同芯片之间相互传递和交互。TSV将晶圆从两侧作为芯片的接口进行连接,三维立体化连接芯片,减少不必要的空间消耗。
ITV技术通过层间连接来实现不同晶圆之间的信息传递和交互。每个ITV和TSV一样都是通过通过穿过晶圆的通孔产生,但它连接的是不同晶圆之间的互连层。ITV可实现更高的堆叠层数。
3DIC技术的应用范围非常广泛。其中,电子设备制造商是3DIC技术的主要受益者之一。比如,3DIC可以用于智能手机等移动设备,可以将处理器、内存、存储器和传感器等集成在一个单一的套片之内,大大降低了电路中数据传输的时间和成本。此外,3DIC还可以用于可穿戴设备、医疗设备、工业控制设备等领域。
目前,3DIC技术还存在一些挑战,例如成本、制造复杂度、功耗管理等。未来,3DIC技术的发展方向是多层堆叠、更小间隙/更细线宽、更好的散热和封装等。预计,随着芯片制造技术和设计软件的进步、材料和设备的不断改进,3DIC技术将得到进一步的发展和应用。