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🧱 2.5D / 3D IC

Silicon interposer and 3D die stacking technologies

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📑 目次 / Table of Contents

1. 概要 / Overview
2. 技術比較 / Technology Comparison
3. 設計課題 / Design Challenges
4. 応用分野 / Applications
5. 信頼性と熱設計 / Reliability & Thermal
6. 関連リンク / Related Links
7. ⬆️ Back to Advanced Packaging

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🏗 概要 / Overview

• 2.5D: シリコンインターポーザ上に複数のダイを並列実装。
  Multiple dies mounted on a silicon interposer (lateral integration).
• 3D IC: TSV（Through-Silicon Via）を用いた垂直積層。
  Vertical die stacking using Through-Silicon Vias (TSVs).

これらは従来のパッケージを超え、高帯域・低遅延・高集積を実現します。

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⚖️ 技術比較 / Technology Comparison

項目 / Aspect	2.5D IC	3D IC
配置 / Integration	横方向 (インターポーザ)	垂直積層
相互接続 / Interconnect	RDL, μ-bumps	TSV, μ-bumps
帯域幅 / Bandwidth	数百 GB/s (HBM対応)	数 TB/s ポテンシャル
熱設計 / Thermal	放熱しやすい	熱集中課題あり
製造難度 / Manufacturing	中程度	高い（TSV形成, 接合）

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🧮 設計課題 / Design Challenges

• TSVインダクタンス・容量: 高速信号でSI劣化
  TSV parasitics cause SI degradation at high speed.
• 熱管理: 垂直積層ではホットスポット形成
  Thermal hotspots are critical in vertical stacking.
• 歩留まり: 多ダイ結合で欠陥率上昇
  Yield decreases with multiple die integration.
• 応力制御: 異種材料間で熱膨張差が問題に
  CTE mismatch causes stress between dies.

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💡 応用分野 / Applications

• HBM (High Bandwidth Memory): GPU/AI向けに2.5Dが主流
  2.5D with HBM widely used in GPUs and AI accelerators.
• ロジック＋メモリ積層: CPU + SRAM/DRAMの3D統合
  3D integration of CPU with SRAM/DRAM.
• イメージセンサ: CISにおける垂直積層（画素＋ロジック）
  Image sensors with pixel+logic vertical stacking.

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🌡 信頼性と熱設計 / Reliability & Thermal

• 熱拡散層 (TIM, Heat Spreader) 必須
  Requires TIM and heat spreaders.
• 電源分配 (PDN) のインピーダンス制御
  Low-impedance PDN across stacked dies.
• 加速試験: 温度サイクル/高湿HASTによる寿命評価
  Accelerated tests: thermal cycling, HAST.

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🔗 関連リンク / Related Links

項目 / Item	説明 / Description	Links
🌐 Fan-Out WLP	RDLを利用した再配線型パッケージ Redistribution layer based packaging
🖇 CoWoS / InFO	TSMCの2.5D/ファンアウト技術 TSMC 2.5D and fan-out technologies

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