三星推出X-Cube 3D封装技术，推动摩尔定律继续向前的第二只轮子

目前现有的芯片都是 2D 平面堆叠的，随着芯片数量的增多，占用的面积越来越大，不利于提高集成度。关于 3D 芯片封装，就是将芯片从平面堆叠变成了垂直堆叠，类似搭积木那样一层层叠加，减少了芯片面积，提高了集成度。

衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是：芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近 1 越好，封装时主要考虑的因素：
 

①芯片面积与封装面积之比，为提高封装效率，尽量接近 1:1。
 

②引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远，以保证互不干扰，提高性能。
 

③基于散热的要求，封装越薄越好。

目前业界领头羊都在 3D 封装技术上面努力着，在三星推出 X-Cube 时，全球主要的三家半导体代工厂均已经拥有 3D 或 2.5D 的封装技术了。

前有台积电的 CoWoS，Intel 的 Foveros，现在三星也公布了自家的 3D 封装技术 X-Cube。显而易见的是，未来我们买到的电子产品中，使用 3D 封装技术的芯片比例会越来越高。

台积电的 CoWoS 封装是一项 2.5D 封装技术，它可以把多个小芯片封装到一个基板上，这项技术有许多优点，但主要优势是节约空间、增强芯片之间的互联性和功耗降低，AMD 的 Fury 和 Vega 系列显卡就是使用这一技术把 GPU 和 HBM 显存封装在一起的，NVIDIA 的高端 Tesla 计算卡也是用这种封装。

英特尔 Foveros3D 堆叠封装技术，可以通过在水平布置的芯片之上垂直安置更多面积更小、功能更简单的小芯片来让方案整体具备更完整的功能。官方表示，除了功能性的提升之外，Foveros 技术对于产业来说最吸引的地方在于他可以将过去漫长的重新设计、测试、流片过程统统省去，直接将不同 IP、不同工艺的各种成熟方案封装在一起，从而大幅降低成本并提升产品上市速度。

而三星的 X-Cube 意为拓展的立方体。不同于以往多个芯片平行封装，全新的 X-Cube 3D 封装允许多枚芯片堆叠封装，使得成品芯片结构更加紧凑。而芯片之间的通信连接采用了 TSV 技术，而不是传统的导线。

据三星介绍，目前该技术已经可以将 SRAM 存储芯片堆叠到主芯片上方，以腾出更多的空间用于堆叠其他组件，目前该技术已经可以用于 7nm 甚至 5nm 制程工艺的产品线，也就是说离大规模投产已经十分接近。

三星封装将发展更多领域

三星表示，TSV 技术可以大幅减少芯片之间的信号路径，降低功耗的同时提高了传输的速率。该技术将会应用于最前沿的 5G、AI、AR、HPC、移动芯片已经 VR 领域，这些领域也都是最需要先进封装工艺的地方。

至于芯片发展的路线，三星与各大芯片厂商保持一致，将会跳过 4nm 的制程工艺，直接选用 3nm 作为下一代产品的研发目标。目前三星计划和无晶圆厂的芯片设计公司继续合作，推进 3D 封装工艺在下一代高性能应用中的部署。