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芯片堆叠文献综述:概念、技术与发展趋势

智慧芽 | 2023-11-11 |

芯片堆叠是一种高集成度的芯片封装技术,其可以将多个芯片堆叠在一起,从而提高芯片的性能和功能。本文从概念、技术和发展趋势三个方面对芯片堆叠进行了综述。首先介绍了芯片堆叠的概念和原理,然后详细阐述了芯片堆叠的技术以及其中的三种常见技术,包括硅通孔技术、硅互联技术和直接封装技术。之后,根据文献综述分析了芯片堆叠的发展趋势,并对全文进行了总结归纳。

1、概念

芯片堆叠是一种高集成度的芯片封装技术,其可以将多个芯片堆叠在一起,形成一个垂直结构。通过不同芯片之间的垂直连接,可以提高芯片的性能和功能。芯片堆叠可以实现功能的模块化,提高系统的整体性能,并节约空间和功耗。

芯片堆叠的原理是通过在芯片表面或内部打孔,然后在孔中填入导电介质,形成通孔结构。通孔结构可以实现芯片之间的电连接,使得芯片可以共享信号和供电,进而实现不同芯片之间的高速通讯和共享计算资源。

芯片堆叠的优势包括高集成度、高性能、低功耗、小尺寸等。它可以实现多个功能在同一个芯片上,从而提高系统的整体性能;可以提供更大的计算和存储容量;可以减少芯片间的通信功耗;可以减少整体系统的尺寸和重量。

2、技术

芯片堆叠的技术包括硅通孔技术、硅互联技术和直接封装技术。

硅通孔技术是早被提出和应用的芯片堆叠技术,它利用化学腐蚀和填充技术在芯片内部形成孔,然后通过导电介质填充孔内,实现芯片间的电连接。硅通孔技术可以实现高密度的堆叠和高速的通信,但存在制造工艺复杂、成本高等问题。

硅互联技术是一种新型的芯片堆叠技术,它利用硅中的电学和光学性能,在芯片表面形成导电和光电连接。硅互联技术可以实现高密度、高带宽的堆叠和通信,同时具有制造工艺简单、成本低等优势。

直接封装技术是一种在封装层级上实现芯片堆叠的技术,它利用封装层级的层间电连接和层内电连接,实现芯片之间的电连接。直接封装技术可以实现堆叠的灵活性和可扩展性,同时具有制造工艺简单、成本低等优势。

3、发展趋势

芯片堆叠作为一种高集成度的封装技术,在未来的发展中具有广阔的应用前景。

首先,芯片堆叠在高性能计算领域具有巨大的潜力。通过将多个处理器、存储器等组件堆叠在一起,可以实现高性能的计算系统,满足大规模数据处理和并行计算的需求。

其次,芯片堆叠在物联网和人工智能领域也具有重要意义。物联网和人工智能应用对芯片性能和功耗有较高要求,而芯片堆叠可以提供高性能和低功耗的解决方案,满足这些应用的需求。

另外,芯片堆叠在移动设备和智能穿戴领域也具有广泛的应用前景。随着移动设备和智能穿戴设备越来越小型化,芯片堆叠可以提供高集成度和小尺寸的解决方案。

4、总结

芯片堆叠是一种高集成度的芯片封装技术,其具有高性能、低功耗、小尺寸等优势。芯片堆叠的技术包括硅通孔技术、硅互联技术和直接封装技术。芯片堆叠在高性能计算、物联网、人工智能、移动设备和智能穿戴等领域具有广阔的应用前景。

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