台积电更新 SoIC 3D 芯片封装堆叠技术路线图：2029 年互连间距缩至 4.5μm

4 月 30 日消息，在北美技术研讨会上，台积电更新公布 SoIC 3D 堆叠技术路线图，明确了未来几年的技术演进方向。台积电计划缩小现有的 6μm 互连间距，目标到 2029 年缩小至 4.5μm。

注：SoIC 全称 System on Integrated Chips，是台积电开发的 3D IC 封装技术，通过垂直堆叠多个芯片实现高性能、高密度的集成。

相比传统封装，SoIC 利用混合键合技术实现芯片间的直接互连，大幅缩短信号路径，降低功耗与延迟，适用于高性能计算与 AI 芯片。

在技术路径上，SoIC 主要分为 Face-to-Back（F2B，背对背）和 Face-to-Face（F2F，面对面）两种堆叠方式。F2B 堆叠受限于物理结构，信号必须穿过底部的硅通孔（TSV）和多层金属，不仅增加延迟和功耗，还限制了互连密度。

数据显示，F2B 设计的信号密度仅为 1500 个 / mm²。相比之下，F2F 堆叠通过混合铜键合技术直接连接两块芯片的金属层，无需使用 TSV，信号密度大幅提升至 14000 个 / mm²，让芯片间的通信性能接近片内互连水平。

从纯粹的互连间距来看，台积电在 2023 年实现了相当精细的 9µm 间距，足以支持 AMD Instinct MI300 系列等产品，但第一代 SoIC 仅支持 F2B 设计。台积电在 2025 年把互连间距缩短到 6μm，并预估到 2029 年间距将缩小至 4.5µm。

富士通的 Monaka 处理器是该技术的首个重量级应用。这款面向数据中心的 CPU 拥有 144 个 Armv9 核心，其计算模块采用台积电 N2 工艺制造，并通过 F2F 方式堆叠在 N5 工艺的 SRAM 芯片之上。