2.5D封装和3D封装的区别

Interposer通常译为转接板、插入层或中介层，转接板通常对应着无源Interposer，插入层与中介层通常对应着有源Interposer。无源Interposer仅具备硅通孔TSV(Through Si Via)与再布线层RDL(Redistribution Layer)，如下图所示。

裸芯通过微凸点组装到Interposer上，如上图所示。其Interposer上堆叠了三颗裸芯。Interposer包括两种类型的互联：①由微凸点和Interposer顶部的RDL组成的水平互连，它连接各种裸芯②由微凸点、TSV簇和C4凸点组成的垂直互联，它将裸芯连接至封装。

有源与无源的最大差别在于是否基于硅基的Interposer实现了有源区，并以此来实现一定的系统功能。如下图所示，在这个130nm的有源垂直硅基插入层ATSI(Active Through Si Interposer)上实现了ADC、DAC、PMU 等多种功能。

1. 2.5D封装

物理结构：所有芯片和无源器件均XY平面上方，至少有部分芯片和无源器件安装在中介层上，在XY平面的上方有中介层的布线和过孔，在XY平面的下方有基板的布线和过孔。

电气连接：中介层可提供位于中介层上的芯片的电气连接。

2.5D集成的关键在于中介层Interposer，一般会有几种情况，1)中介层是否采用硅转接板，2)中介层是否采用TSV。在硅转接板上，我们将穿越中介层的过孔称之为TSV，对于玻璃转接板，我们称之为TGV。

硅中介层有TSV的集成是最常见的一种2.5D集成技术，芯片通常通过Micro Bump和中介层相连接，作为中介层的硅基板采用Bump和基板相连，硅基板表面通过RDL布线，TSV作为硅基板上下表面电气连接的通道，这种2.5D集成适合芯片规模比较大，引脚密度高的情况，芯片一般以Flip Chip形式安装在硅基板上，如下图所示。

硅中介层无TSV的2.5D集成的结构一般如下图所示，有一颗面积较大的裸芯片直接安装在基板上，该芯片和基板的连接可以采用Bond Wire或者Flip Chip两种方式，大芯片上方由于面积较大，可以安装多个较小的裸芯片，但小芯片无法直接连接到基板，所以需要插入一块中介层，在中介层上方安装多个裸芯片，中介层上有RDL布线，可将芯片的信号引出到中介层的边沿，然后通过Bond Wire连接到基板。这类中介层通常不需要TSV，只需要通过Interposer上表面的布线进行电气互连，Interposer采用Bond Wire和封装基板连接。

2. 3D封装

3D集成和2.5D集成的主要区别在于：2.5D封装是在中介层Interposer上进行布线和打孔，而3D封装是直接在芯片上打孔和布线，连接上下层芯片。

物理结构：所有芯片和无源器件均位于XY平面上方，芯片堆叠在一起，在XY平面的上方有穿过芯片的TSV，在XY平面的下方有基板的布线和过孔。

电气连接：通过TSV和RDL将芯片直接电气连接。

3D封装大多数应用在同类芯片堆叠中，多个相同的芯片垂直堆叠在一起，通过穿过芯片堆叠的TSV互连，如下图所示。同类芯片集成大多应用在存储器集成中，例如DRAM Stack，FLASH Stack等。

不同类芯片的3D集成中，一般是将两种不同的芯片垂直堆叠，并通过TSV电气连接在一起，并和下方的基板互连，有时候需要在芯片表面制作RDL来连接上下层的TSV，如下图所示。

编辑：黄飞