芯片三维互连技术及异质集成研究进展

集成电路的纳米制程工艺逐渐逼近物理极限，通过异质集成来延续和拓展摩尔定律的重要性日趋凸显。异质集成以需求为导向，将分立的处理器、存储器和传感器等不同尺寸、功能和类型的芯片，在三维方向上实现灵活的模块化整合与系统集成。异质集成芯片在垂直方向上的信号互连依赖硅通孔（TSV）或玻璃通孔（TGV）等技术实现，而在水平方向上可通过再布线层（RDL）技术实现高密度互连。异质集成技术开发与整合的关键在于融合实现多尺度、多维度的芯片互连，通过三维互连技术配合，将不同功能的芯粒异质集成到一个封装体中，从而提高带宽和电源效率并减小延迟，为高性能计算、人工智能和智慧终端等提供小尺寸、高性能的芯片。通过综述TSV、TGV、RDL技术及相应的2.5D、3D异质集成方案，阐述了当前研究现状，并探讨存在的技术难点及未来发展趋势。