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什么是3D IC
3D IC（三維集成電路）是一種通過(guò)垂直堆疊多個(gè)芯片層實(shí)現(xiàn)更高集成度的半導(dǎo)體技術(shù)。與傳統(tǒng)二維平面芯片不同，它突破了平面布局的物理限制，將不同功能的芯片（如邏輯、存儲(chǔ)、傳感器等）通過(guò)垂直互聯(lián)技術(shù)（如TSV硅通孔）層疊封裝，形成立體結(jié)構(gòu)的集成電路。
3D IC的優(yōu)勢(shì)? ?
體積更?。涸诖怪狈较蚨询B芯片，突破二維平面限制，大幅減少封裝體積，適用于對(duì)尺寸敏感的設(shè)備（如手機(jī)、可穿戴設(shè)備）。
多功能融合：將邏輯芯片（如CPU/GPU）、存儲(chǔ)芯片（如DRAM/Flash）、傳感器等異質(zhì)芯片整合在同一封裝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的系統(tǒng)級(jí)功能。信號(hào)傳輸更快：芯片層間通過(guò)短距離垂直互聯(lián)（如TSV硅通孔），減少信號(hào)延遲，提升數(shù)據(jù)吞吐量（如高帶寬內(nèi)存HBM）。
功耗降低：縮短傳輸路徑減少能量損耗，適合對(duì)續(xù)航要求高的移動(dòng)設(shè)備或高性能計(jì)算場(chǎng)景。? ??異質(zhì)集成：不同工藝節(jié)點(diǎn)的芯片（如邏輯層用5nm、存儲(chǔ)層用28nm）可獨(dú)立優(yōu)化，平衡性能與成本。
模塊化擴(kuò)展：通過(guò)堆疊不同功能芯片，快速迭代產(chǎn)品，適應(yīng)多樣化需求（如AI加速器的專用芯片堆疊）。
垂直散熱路徑：利用芯片層間的導(dǎo)熱材料（如金屬層），將熱量分散導(dǎo)出，避免局部過(guò)熱，提升可靠性。
減少封裝成本：替代多芯片封裝（MCP）或系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP），降低外部接口與組裝成本。
規(guī)?；б妫和ㄟ^(guò)堆疊減少芯片數(shù)量，降低整體物料成本。減少外部連接：內(nèi)部垂直互聯(lián)替代傳統(tǒng)引線鍵合，降低機(jī)械應(yīng)力與故障風(fēng)險(xiǎn)，適用于汽車、航空等高可靠性領(lǐng)域。
3D IC的核心組件
3D IC的核心組件是實(shí)現(xiàn)其垂直堆疊架構(gòu)和高性能的關(guān)鍵，主要包括硅襯底（Silicon Substrate）、硅通孔（TSV，Through-Silicon Vias）、微凸點(diǎn)（Micro-Bumps）、芯片層（Die Layers）、鍵合技術(shù)（Bonding Technology）、散熱結(jié)構(gòu)、中介層（Interposer）。
硅襯底是基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)，承載所有芯片層和互聯(lián)組件，需具備高平整度和機(jī)械強(qiáng)度，確保堆疊時(shí)的穩(wěn)定性。
硅通孔垂直貫穿硅襯底的金屬填充孔，實(shí)現(xiàn)芯片層間的電信號(hào)傳輸；直徑僅數(shù)微米，需高精度制造；要填充金屬（如銅）以降低電阻和信號(hào)延遲；還需解決熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的應(yīng)力問(wèn)題。
微凸點(diǎn)作為層間機(jī)械與電氣連接的接口，替代傳統(tǒng)引線鍵合；間距小至數(shù)微米，密度高；材料通常為焊料（如錫鉛合金）或金屬柱（如銅凸點(diǎn)）。
芯片層是堆疊的核心功能單元，包括邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、傳感器等；不同工藝節(jié)點(diǎn)的芯片（如5nm邏輯層+28nm存儲(chǔ)層）獨(dú)立優(yōu)化；堆疊實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展（如AI芯片疊加專用加速模塊）。
鍵合技術(shù)確保芯片層間的物理連接與對(duì)齊，?；钪苯渔I合和混合鍵合。直接鍵合：如芯片-芯片鍵合（Face-to-Face），需原子級(jí)平整表面?；旌湘I合：結(jié)合微凸點(diǎn)與直接鍵合，提高連接密度和可靠性。
散熱結(jié)構(gòu)是為了解決高密度堆疊帶來(lái)的散熱問(wèn)題，常用的散熱結(jié)構(gòu)包括金屬導(dǎo)熱層和微通道散熱技術(shù)。金屬導(dǎo)熱層（如銅層）可以快速導(dǎo)出熱量；微通道散熱技術(shù)（如液體冷卻）可以用于極端場(chǎng)景。
中介層在2.5D封裝中作為轉(zhuǎn)接層，連接不同芯片。
3D IC設(shè)計(jì)系統(tǒng)
Cadence Integrity 3D-IC 平臺(tái)是大容量、統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和分析平臺(tái)，用于設(shè)計(jì)多個(gè)芯片。該平臺(tái)建立在 Cadence 領(lǐng)先的數(shù)字實(shí)現(xiàn)解決方案——Innovus Implementation System 的基礎(chǔ)上，允許系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)者為各種封裝方式（2.5D 或 3D）規(guī)劃、實(shí)現(xiàn)和分析任何類型的堆疊芯片系統(tǒng)。Integrity 3D-IC 是業(yè)界首個(gè)集成的系統(tǒng)和 SoC 級(jí)解決方案，能夠與 Cadence 的 Virtuoso 和 Allegro 模擬與封裝實(shí)現(xiàn)環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)分析，包括協(xié)同設(shè)計(jì)。
3D IC Compiler基于新思科技的Fusion Design Platform、引擎和數(shù)據(jù)模型，在單一用戶環(huán)境下提供一個(gè)綜合性的端到端解決方案，具有針對(duì)先進(jìn)多裸晶芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全套功能提供強(qiáng)大的三維視圖功能，為2.5D/3D封裝可視化提供直觀的環(huán)境。
