早在1971年英特爾發布的第一款CPU 4004內部晶體管數約有2300個，5年后，英特爾的Ponte Vecchio處理器將47個小芯片超過1000億個晶體管封裝到一個處理器中，過程中同時使用2.5D和3D技術。再到如今蘋果發布了計算機最高端處理器芯片M1 Ultra，將橫向排列的2枚芯片相互連接，配備了1140億個晶體管。

2.5D/3D封裝技術

從以上數據我們可以看出，2.5D/3D封裝技術正成為芯片性能提升的一大重要手段。那么什么是2.5D封裝什么又是3D封裝呢？

2.5D封裝指的是在二維的平面上，基于硅中介層（Interposer），將Chiplet組成一個大的芯片。Chiplet之間在硅中介層上通過數據的交互，形成一個系統級的芯片。而3D則是在三維空間組裝芯片，在垂直的方向堆疊更多的小芯片，從而集成更多的功能。

3D封裝就是將一顆原來需要一次性流片的大芯片，改為若干顆小面積的芯片，然后通過先進的封裝工藝，即硅片層面的封裝，將這些小面積的芯片組裝成一顆大芯片，從而實現大芯片的的功能和性能。這種小面積的芯片就是Chiplet，一般翻譯成小芯片或芯粒。

3D封裝成大勢所趨，技術挑戰不容小覷

隨著芯片微縮愈加困難，而市場對芯片高性能的追逐不減，業界開始探索在封裝領域尋求突破，所以這幾年，諸如2.5D/3D的先進IC封裝技術已經成為代工廠、封測廠、IDM、芯片設計廠商以及EDA廠商都競相關注的一環。

可以說，3D封裝是芯片架構的一次革命，那么必然會帶來芯片設計上的難題。

首先，在進行2.5D/3D堆疊之后由于集成度的大幅度提升，發熱量變得更為集中，散熱是一大問題。

其次，在芯片、中介層、基板膨脹、冷縮的過程中，需要保障機械應力的可靠性；再者就是芯片之間的高頻信號，需要滿足時序、信號完整性要求等問題。

最后，芯片堆疊完成后，還需要測試上層芯片是否能正常工作，接線是否良好，堆疊過程中沒有被損壞等等。這些都是3D封裝需要面對的難題和挑戰。

隨著整個產業鏈逐漸日趨完善，并且不斷推出各領域新的支持的技術，如2.5D和3D封裝技術將成為接下來芯片性能提升過程的中流砥柱，也將是半導體產業的未來。