封装与集成工艺

硅通孔

Through-Silicon Via · TSV
图解TSV

定义

在硅基板上打出垂直导电通孔,实现上下层之间的电气连通。

图解

CPO 的物理底座 · 2.5D 是「并排放在转接板上」,3D 是「叠起来」2.5D 封装封装基板硅转接板 Interposer(含 TSV)ASIC交换 / 计算HBM内存光引擎OE光电元件并排放在同一转接板上电距离缩短到百微米级,工艺相对成熟当前 CPO 主流实现路径3D 封装封装基板底层芯片(含 TSV 硅通孔)垂直走线替代水平绕线上层芯片或光引擎HBM 堆叠元件垂直堆叠,走线更短、密度更高散热路径变长,对良率与热管理挑战更大已有厂商展示 3D CPO 方案,量产尚早
2.5D 与 3D 封装剖面 2.5D 封装把 ASIC、HBM、光引擎并排放在同一块硅转接板上,靠转接板内的布线互联;3D 封装则把它们垂直叠起来,走线更短、密度更高,但散热与良率更难控制。CPO 的良率问题很大程度上是先进封装的良率问题,而不是光器件本身的问题。

说明

硅通孔(TSV)是在硅片或硅转接板上打出垂直通孔并填充导电材料,实现上下层之间的垂直电连接。它是 2.5D/3D 封装与 HBM 堆叠的关键工艺。

没有 TSV,芯片之间的互连就只能靠边缘绕线,走线长、密度低、功耗高。TSV 把连接路径缩短为垂直方向,从而大幅提高互连密度、降低延迟——这也是 3D 封装能提升性能的根本原因

工程难点在于深宽比、填充质量与热应力管理。TSV 的存在也会改变芯片的散热路径与机械特性,因此在光电共封装场景中必须与散热设计一并考虑。

关键数字

垂直互连TSV 的核心作用
深宽比与填充关键工艺难点
HBM 依赖高带宽内存堆叠的基础

关键要点

  • 是 2.5D/3D 封装与硅中介层的标准工艺。
  • 工艺良率与热应力管理是主要挑战。
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