一、傳統互連技術的局限

 

傳統芯片互連主要依賴引線鍵合和倒裝焊技術。引線鍵合通過金線或銅線將芯片焊盤與封裝基板連接，工藝成熟但互連密度有限，每顆芯片的I/O數量通常限制在數百至數千。倒裝焊通過芯片表面的焊料凸點與基板直接連接，可支持更高的I/O密度，但隨著凸點間距的持續縮小，焊接工藝的精度和可靠性面臨挑戰。

 

二、先進封裝互連技術

 

2.5D封裝和3D封裝是當前芯片互聯技術的重要方向。2.5D封裝通過硅中介層實現多顆芯片的橫向互連，中介層內嵌的硅通孔和重布線層提供了高密度的芯片間通信通道。3D封裝則通過芯片的垂直堆疊和硅通孔實現層間互連，可顯著縮短互連長度、降低延遲和功耗。

 

混合鍵合是近年來發展較快的高密度互連技術。與傳統倒裝焊依賴微凸塊不同，混合鍵合實現芯片間銅-銅和氧化物-氧化物的直接連接，無需微凸塊輔助。這一方法顯著提高了互連密度——在2025年超大規模集成電路研討會上，imec展示了間距250納米的晶圓對晶圓混合鍵合，以及背面間距120納米的介質通孔?；旌湘I合在高帶寬存儲器和人工智能芯片制造中扮演著日益重要的角色。

 

嵌入式多芯片互連橋是另一類重要技術方案。英特爾提出的EMIB技術將硅通孔技術融入嵌入式多芯片互連橋，提升了芯片間連接的性能。

 

三、光互連與Chiplet架構

 

在更長距離的芯片間互連中，光互連正逐步取代電互連。光電共封裝技術的核心邏輯是將光引擎與計算芯片封裝于同一基板，將互連長度從傳統的10至20厘米縮短至1至2厘米，從而減少信號衰減、降低傳輸延遲和功耗。

 

Chiplet架構將大型芯片拆分為多個功能獨立的“小芯粒”，通過高速互連協議組合成一個集成芯片。通用芯?；ミB標準UCIe在2025年8月發布了3.0規范，將互連帶寬提升至64 GT/s。Chiplet互聯接口電路僅在單個封裝內實現多顆芯粒的互連，傳輸距離短，對互連的功耗和延遲提出了更高要求。

 

四、技術挑戰

 

芯片互聯技術的挑戰主要集中在互連密度、功耗、熱管理和信號完整性等維度。隨著互連間距縮小至亞微米級別，制造工藝的精度控制和缺陷容忍度成為瓶頸。高密度互連帶來的功耗密度上升也對散熱設計提出了更高要求。光互連雖然帶寬潛力大，但光源集成、調制效率和封裝成本仍是制約因素。