3D IC封装技术中硅通孔研究进展综述

来源：电子与信息学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：张芊帆, 何茜, 田雨, 丰光银

单位：华南理工大学微电子学院 广州 511442

摘要：三维集成电路(3D IC)以其低延迟和高密度等优势，成为后摩尔时期的重要研究方向之一。其中硅通孔(TSV)作为3D IC中层间互连的关键技术，相关热、电和信号问题已有了广泛的研究。为更好地了解TSV技术的原理及研究现状，该文概述了近年来TSV技术在3D IC设计中的研究进展。首先，针对TSV热问题，综述了3D IC的热建模方法和TSV的热管理策略。其次，针对电源完整性问题，介绍了布局优化、背面供电网络(BPDN)技术等解决方案。之后，针对信号完整性问题，阐述了电磁屏蔽、应用低介电常数材料、新型互连等方法。最后，对TSV目前仍存在的局限性进行了总结，并在此基础上重点展望了多物理场协同优化、纳米级TSV(nTSV)与背面供电网络集成设计、新型材料与TSV阵列以及智能优化方法在未来的发展空间。

关键词：三维集成电路, 硅通孔, 热管理, 电源完整性, 信号完整性

基金资助：国家自然科学基金(U24B20163, 62474069)