TSV技术的发展历程及面临的问题剖析

　　你最近有看到关于硅穿孔（TSV）的新闻吗？

　　‧1月31日，CEA-LETI推出一款重要的新平台「Open 3D」，为业界和学术界的合作夥伴们，提供了可用于先进半导体产品和研究专案的成熟3D封装技术。

　　‧3月7日，半导体设备供应商应用材料公司（Applied Materials）与新加坡科技研究局旗下的微电子研究中心（IME）合作设立的先进封装研究中心正式开幕。

　　‧3月26日，EDA供应商新思科技（Synopsys）公司集结旗下产品，推出「3D-IC initiative」，为半导体设计人员提供了在3D封装中采用堆叠晶片系统设计的解决方案。

　　令我惊讶的是，历经这么多年的发展和努力，我们仍未达到可完整量产的阶段，相反地，我们还处在基础研发时期，而EDA公司也仍在起步。

　　业界许多都认为，IBM的Merlin Smith 和 Emanuel Stern 是以其「Methods of Making Thru-Connections in Semiconductor Wafers」专利为基础而发明TSV技术，该专利于1964年12月28日提出，1967年12月26日获得核准，专利证号No. 3，343，256。

　　图1：IBM的TSV专利。

　　TSV的故事

　　图2：依照IBM最初的发布资料所做的TSV优势说明。

　　图2取材自Ignatowski的资料，这是Ignatowski在IBM公布TSV技术不久后所制作的。

　　在这一点上，很明显可看到，IBM仍有许多技术问题待解决。图3是IBM的资料，主要探讨将TSV技术用于大规模生产时将面临的问题。

　　图3：IBM所列出的TSV技术问题。

　　多年来，业界不断研究可实现量产的技术，但都没有真的成功。许多专业文献都展示了TSV将超越摩尔定律，改写未来晶片微缩脚步的美好发展蓝图。

　　图4是德州仪器（TI）的先进封装技术发展蓝图，许多半导体公司都有类似的封装/TSV技术发展目标。

　　图4：TI的封装技术趋势╱2011年12月。