純粹立體電路會有什麼特點?

01-15

現有三維電路是多層疊積模式，各層之間均用絕緣層隔離，並通過穿孔互連。如果未來是出現直接利用到第三維不需要絕緣層隔離的純粹三維器件，與現在的電路相比，會有什麼變化與特點呢？

先吐個槽，電路搞成三維的，你是想讓layout部門以後都聘男人么？電子行業從此更加基情滿滿。

=====言歸正傳=====

如果是3D IC（3D晶體管），那現在已經有了，應該說很早之前就有了，目前的CPU都是基於這個技術的。

看題主的表達，想說的是3D PCB，或者說3D layout吧。

實話說我覺得沒什麼意義。

從很高的高度來概括，原因就是兩句話：

直接加工2維需要3維操作。

直接加工3維需要4維操作。

作為3維生物，加工2維的東西是水到渠成的。而加工3維的東西，由於我們本身沒有第四個空間維度，只能利用時間，而時間向量不可逆，你的加工順序也就不可逆。換句話說，你只能先做內層後做外層。

舉個例子，你做一個立方體電路，如果只是走線立方體，其實沒什麼意義，因為多層PCB已經解決得很好了。題主你想超越的是只能在top層和bottom層布置元件的尷尬。這個工藝就繁瑣到令人髮指。因為一旦外層電路包住內層，就無法繼續加工內層了。你所要求的其實是將目前多層PCB工藝進一步拓展為多層貼片加多層壓板。甚至超越層的概念，在立面上也貼元件。

後果是什麼呢？

1、無法返修。

2、一旦內部工藝有問題就全盤報廢。（目前高階多層PCB的良率已經是問題了）

3、散熱很困難。

4、加工時間大大延長。

即便技術進步解決了後兩個問題，前兩個問題也是無法解決的。

我印象中記得見過一個板子，PCB裡面包了器件的。不過嚴格地說是兩塊PCB疊在一起，中間靠觸點鏈接並打了膠。也不能算是題主所說的立體電路。

題主你肯定不滿意「不行」的答案。沒關係。人們早就想過這個問題。其實人類恨PCB只能是一個板板的形狀不是一天兩天了。產品的形狀本應五花八門，但因為PCB如此坑爹，導致外形設計和小型化很受局限。

FPC（柔性PCB）是目前最好的解決辦法。題主可以看看佳能和尼康單反的拆機圖。相機這種產品很特殊，沒有整個扁平的空間放置電路板，因此大部分單反的電路都是利用柔性板像藤蔓一樣纏滿相機機體的。畫這種板子必須有很好的空間想像力。

總而言之，真正意義上的立體電路的必要性並不明顯。而利用摺疊2維電路（柔性PCB）的方式已經能很好地滿足我們對實現複雜產品形狀的要求。

題主想聊的應該是3D IC。

多層silicon die，研磨後打通孔，通過TSV (Through Silicon Via)和MicroBump相連。和SiP不同的是晶元間連接不局限於I/O引腳，而是廣泛分布在晶元表面。目前可行的process可以將TSV做到10um左右的直徑，ps級別的delay。

3D IC 帶來的好處：

1. Wide I/O。製程進步一切都在變小，唯獨I/O部分的模擬電路無法縮小。而使用TSV，則可以像使用Metal層一樣布局晶元間的信號，無需使用I/O pad。如果可以在很小的面積實現成千上萬ps級別的I/O，很多架構都將重新定義，比如消解processor和memory之間的帶寬問題。

2. 更短的布線。將2D的邏輯分布到3D空間，很明顯布線會更短。會降低很多架構的Routing性能損耗。

在摩爾定律逼近極限的今天，這些優點都為IC技術超越摩爾定律提供了可能。當前學術界和產業界都在積極探索3D IC的應用方式和效果。3D IC目前最大的問題是多層晶元堆疊後的散熱問題。

一些現實的例子：

三星的3D MEM：Monolithic 3D is Now in Production: Samsung Starts Mass Producing Industry』s First 3D Vertical NAND Flash

Xilinx的2.5D FPGA: 2.5D ICs are more than a stepping stone to 3D ICs

瀉藥，沒有什麼特點，不用未來，現在就有。

題主說的器件技術叫系統級封裝（System in package, SiP），具體就是把功能性的電路做成一個獨立的晶元，常見的蘋果系列的處理器都是應用的SiP技術，把CPU GPU 運動處理這些全部都封裝在一起。還有TI現在主推的很多電源晶元，如TPS84250這些，都是把原先需要一大塊電路的BUCK-BOOST全都封裝在一起，只留有配置引腳，使得電路更加集成化小型化。

如果題主是心血來潮，腦洞大開，那請先簡述腦洞開的大小深度和方向信息，不然本運放SR和BW不夠，不能很好的配合樓主的輸入輸出。

瀉藥。

如果同樓上所說，屬於封裝問題，那麼現在的大多移動處理器就是這麼乾的，比如某廠的4個主處理器加一個協處理器。

如果題主所想的是一種科幻色彩的，那就可以說道說道了。

不知道題主有沒有看過一部美國電影，叫做《創世紀》，那部片子講訴了一個小孩從一個老電腦（還是遊戲機來著？）飛到一個滿是網路和光線的世界。。。。。腦洞大開

樓主說的明明不是SIP，都說連絕緣層都不要了，還提把若干晶元封裝在一起的技術是想幹嘛。。

至於不要絕緣層（說的是襯底么？）可能不大可能吧？現在提出的概念是說先做一層電路，然後蓋上一層襯底，再做一層電路，中間用通孔互聯。這樣比SIP而言，互連就短了很多了很多了。

我以前也想過。也就是拓撲結構會更加複雜吧，有些必須飛線的地方可以集成了。散熱是個問題。

樓主想說的3dIC吧。以前實驗室有人做3d NOC的hls的研究。貌似在面積，溫度，排線長度上相比平面的結構有所提高。

受寵若精...呃...驚地瀉藥。

可是我還是學生，恕我無能解答。

謝邀

不過我對這個一點也不懂啊，不是一個行當的，回答一下主要是怕誤會我懶得回答什麼的

摺疊我吧，沒關係的