众所周知,现阶段半导体工艺已经逼近物理极限,目前芯片堆叠与Chiplet技术已成为突破二维平面限制的两大技术路线,前者通过垂直堆叠实现空间压缩,后者凭借着模块化设计重构技术集成,这两类如何选?

1、技术本质与实现差异
芯片堆叠采用三维集成工艺,通过硅通孔(TSV)或引线键合将多枚芯片垂直堆叠,形成类金字塔结构。其技术核心在于层间对准精度与热应力管理——麻省理工学院研发的低温多层堆叠技术已实现无硅基板直接叠加,但胶黏剂热膨胀系数失配仍导致芯片裂纹风险。
相比之下,Chiplet技术将大型SoC解构为多个功能模块,通过高速接口互连。AMD MI300芯片采用13个小芯片组合设计,其中计算核心与I/O die分别采用5nm与6nm工艺,展现异构集成优势。
2、检测维度与通过难度
在可靠性检测环节,芯片堆叠需通过热循环测试验证层间结合力。试验数据显示,四层堆叠芯片在-55℃至125℃温度循环中,使用不导电胶填充的模型上层芯片裂纹发生率达37%,而未填充模型最大应变降低91.7%。
Chiplet技术的检测重心则转向互连接口质量,X-RAY检测设备可捕捉die-to-die连接缺陷,但金属屏蔽层会导致散射效应,需采用微焦点射线源实现0.5μm级缺陷识别。
3、应用场景与选型策略
芯片堆叠在存储器领域已实现商业化突破,三星V-NAND通过96层堆叠将存储密度提升至1Tb/mm²。而在高性能计算领域,Chiplet技术展现更强适应性:英特尔 Ponte Vecchio GPU集成47个小芯片,通过EMIB封装实现1.8TB/s带宽。检测数据显示,Chiplet架构在AI推理场景下功耗降低42%,但多供应商模块协同需通过UCIe标准统一接口协议。
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