臺灣為全球封測產業重鎮，日月光、矽品、力成與南茂等在全球封測代工市占率高達56%，SEMI指出，預估2013年臺灣封裝材料市場達59.3億美元。ITIS預估3DIC相關材料/基板至2016年達到18億美元;Yole指出，矽或玻璃材料的2.5D中介板市場在2017年達到16億美元，而使用3DIC+TSV技術的產品，涵蓋從記憶體晶片、邏輯晶片、CMOS影像感測晶片、整合MEMS微機電速度/慣性感測晶片等，將從2011年27億美元成長到2017年400億美元...

　　異質性3DIC仍面臨量產門檻

　　雖然3DIC+TSV的立體化堆疊技術，能夠以最小面積增加晶片的密集度，減低成本與縮小產品尺寸，進而可改善晶片的性能與可靠度，三星也率先導入同質性3DIC堆疊的NANDFlash快閃記憶體、DDR3記憶體，以及桌上型、筆記型電腦專用的堆疊式WideI/ODRAM晶片。高通(Qualcomm)、博通(BroadComm)等IC設計業者也已導入3DTSV技術來設計下一代更高密集度的IC。

　　2.5D技術已廣泛應用到CPU/GPU/FPGA等邏輯運算晶片。IBM/AMD 2.5D/3DIC技術將進一步驅動DRAM、CIS、RF、LED、光電元件等異質性整合的應用。Yole國際半導體協會(SEMI)持續進行3DTSV計劃，邀集惠普(HP)、IBM、英特爾(Intel)、三星(Samsung)、高通(Qualcomm)、臺積電(TSMC)、聯電(UMC)、Hynix、Atotech、日月光(ASE)、意法(ST)、三星(Samsung)、美光(Micron)、格羅方德(GlobalFoundries)、NEXX、FRMC等業界，積極投入3DIC的研發生產，并建構規格明確的3D產業鏈生態。

　　目前3DIC的整合應用，仍屬于相同制程、同質性晶片(Homogenuous)整合，像是都是DRAM、NANDFlash裸晶，或多核心微處理器。IEK預期今年(2013)起，采同質堆疊的DRAM、NANDFlash等3DIC可望開始進入量產。至于要針對邏輯晶片(Logic)、記憶體晶片(DRAM)、射頻IC(RF)、功率放大器(PA)、光電轉換晶片等異質性整合，則因為功耗、封裝材料系數等技術問題的限制尚待克服。

　　2.5D中介技術先行FPGA、GPU/APU搶先導入量產

　　前面提到，3DIC應用在異質性整合(HetergeneousIntegrated)，將各種不同邏輯制程、操作特性的矽裸晶片堆疊起來，利用TSV(矽鉆孔)技術進行晶片互連，但是將不同制程、不同種類晶片進行堆疊時，功耗與散熱問題將有需要特別處理。

　　若只疊上一顆1V電壓、2W功耗的DRAM晶片，啟動電流約兩安培，若上面再疊上一個2GHz、多核心處理器CPU或圖形處理器(GPU)，動輒需要數十瓦甚至超過百瓦，光啟動電流可能高達幾十安培，幾乎要用到汽車級用蓄電池才能應付，這種晶片對于設計行動可攜裝置而言是致命傷;而且在如此有限的密集面積內供應大電流，對供電線路的布線設計、功率晶片的選擇是技術挑戰，甚至電流本身就是影響線路效能與穩定性的最大干擾源。

　　高頻運作的CPU、GPU晶片，通常可耐熱到120度，但DRAM、NANDFlash裸晶超過85°C以上時，其刷新機制、儲存耐受度就會出現異常，若將CPU與DRAM、NANDFlash疊加在一起，CPU的高熱會影響到DRAM、NANDFlash;另外像光電轉換裝置，溫度達到80°C以上時運作穩定度會大幅降低。還有不同種類的裸晶材料，堆疊在一起時，得考慮不同熱膨脹系數所造成封裝機構上的熱應力效應，甚至過熱時會導致堆疊晶片層的變形甚至錫裂。如何妥善安排這些溫度特性不同的晶片堆疊次序，散熱時不會相互影響，是相當嚴苛的技術挑戰。這也就是目前已量產的3DIC，優先出現在低功耗的DRAM、NANDFlash等同質性堆疊產品的原因。

　　2.5DIC(或2.5DInterposer)技術最早由封測廠龍頭日月光(ASE)所提出，后來亦成為半導體業界遵循的術語。其方式是讓各種不同制程/工作特性的裸晶，不再相互堆疊，而是采取彼此平行緊密排列，放置在玻璃或矽基材料的Interposer(中介層)上面進行連結，往下再連接到PCB電路板，縮短訊號的延遲時間、提升整體系統效能;每個平行并排的裸晶，可以單獨測試后再進行并排穿孔、構裝，不需經過熱/電磁輻射測試，只要放置在中介板(Interposer)封裝后再經過一次整體整合測試即可。若進行3DIC堆疊時，必須再針對堆疊中的每一層進行熱/電磁測試;其中一個裸晶有問題，整個3DIC堆疊裝置就得報銷。

　　2.5DIC被半導體產業視為過渡到未來3DIC的中介技術，除了借助Interposer來扮演晶片之間的溝通橋梁之外，在裸晶與Interposer的組合與材料特性、熱應力等問題也必須加以留意。相較于3DIC，2.5DIC技術瓶頸較低，所使用的矽中介層電路板(SIInterposer)，一般不需要像處理器晶片那樣使用到40nm甚至28nm先進制程，制造成本得以降低。

　　以Xilinx2.5D的FPGA處理器晶片為例，28/40nm的FPGA裸晶片并排后，安置于65nm的矽中介板，比起以往用40nm甚至28nm的SOC制程總成本還要低廉。因此，2.5DIC的應用領域并不局限于記憶體晶片，FPGA、CPU、GPU等高性能、高整合度的邏輯運算晶片，已經開始應用2.5DInterposer技術。

　　2.5D/3DIC的殺手級應用

　　將2.5DIC概念發揮并導入量產的半導體業者，以可程式邏輯閘陣列(FPGA)大廠賽靈思(Xilinx)與Altera為代表。兩家均采用臺積電的CoWos(ChiponWaferonSubstrate)的2.5DIC技術。像Xilinx的Virtex-72000TFPGA晶片，以28nm裸晶緊密并排，裸晶底下微凸塊連接到一個65nm制程的矽中介板(Siinterposer)后，以矽鉆孔(TSV)技術連接到錫球，再透過錫球連接到下方的PCB板。

　　另外，在IBMPower8處理器、英特爾(Intel)的第四代Corei處理器(Haswell)所搭配的IntelIrisPro5200(GT3e)圖形晶片，以及拿下SONYPlaySation4游戲機訂單的超微(AMD)半訂制化的八核心APU，也會使用到2.5DIC封裝技術。

　　至于3DIC部份，除了同質性堆疊的DRAM晶片(WideI/O)、NANDFlash晶片已經使用以外，Altera最近公布下一代20nmFPGA產品，將使用臺積電下一代20nm制程加上3DIC異質性整合推疊技術，整合兩組以上FPGA裸晶、ARM多核心處理器晶片、用戶可訂制HardCopyASIC晶片、精度可調DSP數位訊號處理器、以及多層堆疊的MemoryCube記憶體晶片。

　　臺灣為全球封測產業重鎮，日月光、矽品、力成與南茂等在全球封測代工市占率高達56%，也是3DIC產業鏈中的最后一哩關鍵。日月光(ASE)采用SEMI規范平臺的3DS-IC標準，并與DesignHouse、Foundry積極合作，完成DietoDie、DietoSiP疊合互連規范，及3D堆疊、計量與封裝信賴度確認;在Foundry、Memoryhouse與封測廠之間3D載板、夾具、握持程序，以及參與TSV晶圓、JEDECJC-11WideI/O記憶體堆疊方式，與3DQA品保等的相關規范。

　　另外，臺積電也推出2.5D/3DIC結構的CoWoS(ChiponWaferonSubstrate)整合生產技術，提供包含TSV/3D、各種凸塊材料的植球技術、矽中介層(Si-Interposer)以及各種次系統整合等一站式購足服務。同時持續投資2.5D/3DIC技術，加速EDA、IP、測試、設備、矽晶圓供應商與封裝廠整個產業鏈導入速度。聯電則與下游封測廠尋開放產業模式(OpenEcosystemModel)發展3DIC技術。

　　工研院IEK指出，3DIC技術在2010前就已導入NANDFlash與DRAM等記憶體儲存晶片，從2010年以后，更導入CIS(CMOS影像感測器)、MEMS(微機電)元件的量產，還有功率放大晶片(PA)、LED照明晶片的封裝、光電轉換元件的封裝等應用。2013年預計同質性多層堆疊的MemoryCube、WideI/ODRAM即將量產;而整合多核CPU、FPGA、ASIC、記憶體、光電元件的異質性3DIC(Heterogeneous3DIC)，預期2014~2015年間將會導入實際量產階段。