如何看待华为芯片堆叠封装专利公开，「用堆叠换性能， 降低硅通孔技术成本」？
华为芯片堆叠封装专利公开，这事儿挺有意思，尤其那句“用堆叠换性能，降低硅通孔技术成本”，乍一听，好像找到了破解当前芯片制造瓶颈的“银弹”。咱们来好好掰扯掰扯这背后的道道。
先说说“芯片堆叠封装”是个啥？
你想啊，现在芯片越来越强大，里头塞的东西也越来越多，功能也越来越复杂。传统做法就像在一块大板子上铺摊子，把各种功能模块（比如CPU、GPU、内存、通信单元等等）都放在一个平面上。但这么做有个问题，就是“占地面积”越来越大，连接线也越来越长，信号传递效率就会受影响，还耗电。
芯片堆叠封装，顾名思义，就是把这些功能模块“叠起来”。不是简单地一层一层的摞着，而是像搭积木一样，把不同的芯片或者同一块晶圆上的不同区域，通过精密的连接技术，垂直地堆叠在一起，形成一个三维的结构。
为什么华为要这么做？“用堆叠换性能”的逻辑在哪？
这里面的“性能”可不是指单单的运算速度，而是综合的“表现”。
性能提升：
缩短互联距离： 想象一下，原来CPU和内存可能隔着几厘米的PCB板，信号传递要绕很多路。现在堆叠起来，它们可能就挨着，甚至直接连接，信号传输速度大大加快，延迟也降低了。这就像在城市里，原来你要绕一大圈才能到隔壁小区，现在直接打个地下通道，自然快很多。
集成度更高： 同样大小的空间里，可以塞进更多的功能。这意味着你的手机、电脑可以更小巧，或者在同样的体积下实现更强大的功能。
功耗降低： 信号传输距离缩短，速度加快，也意味着能量损耗减少。所以，在很多场景下，堆叠封装能带来更低的功耗，这对移动设备和数据中心都至关重要。
更强的灵活性： 这种方式允许你“混搭”不同的工艺制程的芯片。比如，你可以用最先进的制程做CPU，用成熟的制程做内存，再结合一些特定功能的特色芯片。这样一来，整体成本更可控，设计也更灵活，可以针对特定应用场景进行优化。
“降低硅通孔技术成本”：
硅通孔（TSV）是关键： 芯片堆叠最核心的技术之一就是硅通孔（ThroughSilicon Via，简称TSV）。你可以理解为，就是在硅晶圆上钻非常细小、垂直的“通道”，用来连接不同层级的芯片。没有TSV，你就是把芯片叠起来，它们之间也没法“说话”。
TSV的挑战： 制造TSV技术难度很高，成本也很昂贵。这包括了钻孔、填充、绝缘等一系列复杂且对精度要求极高的工艺。一旦良率不高，成本就会飙升，这会直接影响到最终产品的价格。
华为的“降本”思路： 专利公开里提到“降低硅通孔技术成本”，这说明华为可能在TSV的制造工艺上有了新的突破或者采用了更具成本效益的方案。具体的专利内容我们无法详尽分析，但可以猜测几点：
优化钻孔工艺： 可能是用更高效、更精密的钻孔技术，减少次数、提高良率，或者使用新的蚀刻材料。
改进填充材料/技术： 铜是常用的填充材料，但填充过程也可能存在挑战。华为或许找到了更易于填充、导电性好且成本低的材料，或者优化了填充的工艺流程。
改变TSV结构： 也许不是传统的圆形TSV，而是采用了其他形状（如方形、椭圆形）或者布局方式，在保证连接性能的同时，降低制造难度和成本。
集成其他制造步骤： 可能会将TSV的制造步骤与其他封装步骤结合起来，减少独立的生产工序，从而降低整体成本。
这 patent 背后，华为想干啥？
这件事不只是一个技术上的突破，更是一场战略博弈。
1. 突破外部封锁，掌握核心技术： 在当前国际形势下，芯片制造的供应链受到限制，华为迫切需要掌握从设计到制造的关键技术，尤其是在先进封装这一环节。先进封装被认为是“后摩尔定律时代”的关键，能够延续甚至超越传统制程的进步。掌握了这项技术，华为就能在一定程度上摆脱对外部先进制造工艺的依赖，构建更自主可控的产业链。
2. 巩固和提升产品竞争力： 芯片性能是所有电子产品的基础。通过堆叠封装，华为可以在自家的高端产品（如旗舰手机、服务器、AI芯片等）上获得更领先的性能表现，进一步巩固其市场地位。
3. 引领行业发展： 华为一直以来在通信领域是技术引领者，现在也试图在芯片领域扮演类似的角色。通过公开专利，华为可能是在向业界展示其在先进封装方面的实力，并试图建立相关的技术标准或生态。
4. 成本控制与商业化： 任何技术要落地，最终都要看成本。华为在这个专利中强调“降低硅通孔技术成本”，这直接关系到这项技术的商业化前景。如果真的能做到，将极大地推动三维堆叠封装技术的普及，华为也能因此获得商业上的优势。
对我们普通人来说，这意味着啥？
更强的设备： 未来我们可能会用上性能更强、体积更小、功耗更低的新一代电子产品。
可能的价格影响： 如果成本真的能降下来，虽然高端产品价格依然不会低，但整体市场的技术门槛可能会降低，促使更多厂商采用类似技术，最终惠及消费者。
技术发展的风向标： 这件事也表明，未来的芯片技术竞争，不仅仅是在晶体管密度上，更是在芯片的设计、集成和封装等“软实力”上。
一点思考：
尽管华为在这项专利上取得了进展，但要完全实现“用堆叠换性能，降低硅通孔技术成本”并大规模商业化，仍然面临许多挑战。
良率与稳定性： 堆叠封装的技术复杂度高，任何一个环节的良率不高，都会导致整体成本的剧增。大规模生产的良率和稳定性是关键。
散热问题： 芯片堆叠在一起，热量也更容易聚集。如何有效地解决堆叠芯片的散热问题，是 Another major challenge.
测试与可靠性： 堆叠起来的芯片之间如何进行有效的测试，以及整个三维封装结构的长期可靠性，都需要大量的验证工作。
上下游生态： 芯片制造涉及众多环节，从设计工具、制造设备到封装材料，都需要整个产业链的支持。华为能否带动相关生态的成熟，也是关键。
总的来说，华为此次公开的芯片堆叠封装专利，释放了一个重要的信号：在摩尔定律放缓的今天，三维堆叠封装正成为突破性能瓶颈、降低成本的重要方向。华为在这方面取得的进展，无论是对其自身还是整个半导体行业，都具有重要的意义。至于其最终的成效，还得看后续的量产表现和市场反应。
先说说“芯片堆叠封装”是个啥？
你想啊，现在芯片越来越强大，里头塞的东西也越来越多，功能也越来越复杂。传统做法就像在一块大板子上铺摊子，把各种功能模块（比如CPU、GPU、内存、通信单元等等）都放在一个平面上。但这么做有个问题，就是“占地面积”越来越大，连接线也越来越长，信号传递效率就会受影响，还耗电。
芯片堆叠封装，顾名思义，就是把这些功能模块“叠起来”。不是简单地一层一层的摞着，而是像搭积木一样，把不同的芯片或者同一块晶圆上的不同区域，通过精密的连接技术，垂直地堆叠在一起，形成一个三维的结构。
为什么华为要这么做？“用堆叠换性能”的逻辑在哪？
这里面的“性能”可不是指单单的运算速度，而是综合的“表现”。
性能提升：
缩短互联距离： 想象一下，原来CPU和内存可能隔着几厘米的PCB板，信号传递要绕很多路。现在堆叠起来，它们可能就挨着，甚至直接连接，信号传输速度大大加快，延迟也降低了。这就像在城市里，原来你要绕一大圈才能到隔壁小区，现在直接打个地下通道，自然快很多。
集成度更高： 同样大小的空间里，可以塞进更多的功能。这意味着你的手机、电脑可以更小巧，或者在同样的体积下实现更强大的功能。
功耗降低： 信号传输距离缩短，速度加快，也意味着能量损耗减少。所以，在很多场景下，堆叠封装能带来更低的功耗，这对移动设备和数据中心都至关重要。
更强的灵活性： 这种方式允许你“混搭”不同的工艺制程的芯片。比如，你可以用最先进的制程做CPU，用成熟的制程做内存，再结合一些特定功能的特色芯片。这样一来，整体成本更可控，设计也更灵活，可以针对特定应用场景进行优化。
“降低硅通孔技术成本”：
硅通孔（TSV）是关键： 芯片堆叠最核心的技术之一就是硅通孔（ThroughSilicon Via，简称TSV）。你可以理解为，就是在硅晶圆上钻非常细小、垂直的“通道”，用来连接不同层级的芯片。没有TSV，你就是把芯片叠起来，它们之间也没法“说话”。
TSV的挑战： 制造TSV技术难度很高，成本也很昂贵。这包括了钻孔、填充、绝缘等一系列复杂且对精度要求极高的工艺。一旦良率不高，成本就会飙升，这会直接影响到最终产品的价格。
华为的“降本”思路： 专利公开里提到“降低硅通孔技术成本”，这说明华为可能在TSV的制造工艺上有了新的突破或者采用了更具成本效益的方案。具体的专利内容我们无法详尽分析，但可以猜测几点：
优化钻孔工艺： 可能是用更高效、更精密的钻孔技术，减少次数、提高良率，或者使用新的蚀刻材料。
改进填充材料/技术： 铜是常用的填充材料，但填充过程也可能存在挑战。华为或许找到了更易于填充、导电性好且成本低的材料，或者优化了填充的工艺流程。
改变TSV结构： 也许不是传统的圆形TSV，而是采用了其他形状（如方形、椭圆形）或者布局方式，在保证连接性能的同时，降低制造难度和成本。
集成其他制造步骤： 可能会将TSV的制造步骤与其他封装步骤结合起来，减少独立的生产工序，从而降低整体成本。
这 patent 背后，华为想干啥？
这件事不只是一个技术上的突破，更是一场战略博弈。
1. 突破外部封锁，掌握核心技术： 在当前国际形势下，芯片制造的供应链受到限制，华为迫切需要掌握从设计到制造的关键技术，尤其是在先进封装这一环节。先进封装被认为是“后摩尔定律时代”的关键，能够延续甚至超越传统制程的进步。掌握了这项技术，华为就能在一定程度上摆脱对外部先进制造工艺的依赖，构建更自主可控的产业链。
2. 巩固和提升产品竞争力： 芯片性能是所有电子产品的基础。通过堆叠封装，华为可以在自家的高端产品（如旗舰手机、服务器、AI芯片等）上获得更领先的性能表现，进一步巩固其市场地位。
3. 引领行业发展： 华为一直以来在通信领域是技术引领者，现在也试图在芯片领域扮演类似的角色。通过公开专利，华为可能是在向业界展示其在先进封装方面的实力，并试图建立相关的技术标准或生态。
4. 成本控制与商业化： 任何技术要落地，最终都要看成本。华为在这个专利中强调“降低硅通孔技术成本”，这直接关系到这项技术的商业化前景。如果真的能做到，将极大地推动三维堆叠封装技术的普及，华为也能因此获得商业上的优势。
对我们普通人来说，这意味着啥？
更强的设备： 未来我们可能会用上性能更强、体积更小、功耗更低的新一代电子产品。
可能的价格影响： 如果成本真的能降下来，虽然高端产品价格依然不会低，但整体市场的技术门槛可能会降低，促使更多厂商采用类似技术，最终惠及消费者。
技术发展的风向标： 这件事也表明，未来的芯片技术竞争，不仅仅是在晶体管密度上，更是在芯片的设计、集成和封装等“软实力”上。
一点思考：
尽管华为在这项专利上取得了进展，但要完全实现“用堆叠换性能，降低硅通孔技术成本”并大规模商业化，仍然面临许多挑战。
良率与稳定性： 堆叠封装的技术复杂度高，任何一个环节的良率不高，都会导致整体成本的剧增。大规模生产的良率和稳定性是关键。
散热问题： 芯片堆叠在一起，热量也更容易聚集。如何有效地解决堆叠芯片的散热问题，是 Another major challenge.
测试与可靠性： 堆叠起来的芯片之间如何进行有效的测试，以及整个三维封装结构的长期可靠性，都需要大量的验证工作。
上下游生态： 芯片制造涉及众多环节，从设计工具、制造设备到封装材料，都需要整个产业链的支持。华为能否带动相关生态的成熟，也是关键。
总的来说，华为此次公开的芯片堆叠封装专利，释放了一个重要的信号：在摩尔定律放缓的今天，三维堆叠封装正成为突破性能瓶颈、降低成本的重要方向。华为在这方面取得的进展，无论是对其自身还是整个半导体行业，都具有重要的意义。至于其最终的成效，还得看后续的量产表现和市场反应。
网友意见
首先这条专利在国家知识产权局已经搜不到了。
然后搜索华为+芯片堆叠关键词，有六条结果，两个直接相关。
一个是2012年的芯片堆叠散热专利。
另一个是2014年的芯片堆叠封装专利
从新闻原稿的截图来说，这个专利解决的是封装成本问题，跟题目说的堆叠换性能毫无关系。
然后从华为12年的专利来看，阿菊都知道芯片堆叠散热是个大问题了。
不知道为啥总有人幻想有28+28+28+28叠罗汉大于6nm的天顶星科技。
散热不说了，那个面积都快顶上半个手机了好吧。
关于这个专利本身，@学写作的丧失 的回答说的挺好了。
我写这个回答，是针对互联网上各家的“双芯叠加”、“3D封装”简单说两句。
简而言之，3D封装确实是好东西，也是未来半导体发展的重要方向。
但以华为目前面临的困难而言，3D封装或许有一定辅助作用，但可能并不能解燃眉之急。
应该说，随着半导体产业的快速发展，工艺制程演进的效益开始逐渐面临边际递减的问题。
为什么28nm制程如此长寿？
因为28nm之后的先进制程，单位晶体管成本不降反升。
说白了就是，先进制程能够使芯片性能更强、功耗更低，但不能令芯片更便宜。
所以很多对性能和功耗要求不太高的领域，采用28nm成熟制程是最具性价比的选择。
28nm制程的黄金节点，不仅台积电仍在扩产，中芯国际等大陆厂商也大有可为。
反过来也应该看到，虽然维持摩尔定律的难度越来越高，但直到目前摩尔定律都还没走到尽头。
虽然先进制程的成本不断攀升，但晶体管密度上升功耗下降的路也还没走完。
两年多前我认为外挂基带综合来看不如集成，部分也是这个原因。
如果是单纯的性能落后，的确有不少手段可以弥补，比如用面积/成本换性能本身就是很常用的方式
如果是要提高性能降低功耗，能做的也有不少，包括但不限于：
自研效率更高的CPU/GPU内核；
结合部分较为先进的3D封装；
采用更先进的调度策略或减少软件开销；
但上述这些手段带来的提升大多有极限，不太可能无限叠加。
至于互联网讨论比较多的3D封装，我个人了解也不太深入。
但就我个人所知，3D封装本身是比较宽泛的概念，引用微博网友的一张图：
如果从广义上讲，所谓的3D封装早已经用在手机上。
如果将3D封装狭义的理解为“双芯叠加”，那功耗和散热方面压力比较大，能否用在手机上可能是未知数。
即使能用，带来的提升幅度恐怕也有极限。
所以个人认为，对能效比较敏感的智能手机等产品：
制程差一代还有的打，差两代咬咬牙也可以想办法，再多恐怕就很难了……
所以，发展先进制程仍然是我们不得不走的必由之路。
而对于华为而言，网络上最关注的是手机/PC/平板等消费者业务，这部分对先进制程的依赖也是最高的。
华为肯定会归来，这点我在知乎强调过无数次。
但个人认为，华为消费者业务王者归来，很可能是先进制程、自研内核、3D封装多管齐下的结果。
旗舰产品完全抛开先进制程代工，个人认为可能性不大。
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