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技术角度:硅应力
自1949年肖克利等人发明晶体管和20世纪50年代基尔比将晶体管应用于集成电路以来，摩尔定律一直是半导体电子无处不在的扩散和移动革命的支柱，它改变了我们的生活，使我们的生活变得更好。摩尔定律预测晶体管密度每两年左右就会翻一番。
在过去的几十年里，我们一直在使用Dennard的恒定电场缩放方法不断地缩放，并成功地使我们的芯片更快、更小、更便宜。在这种进化中隐含的假设是，我们可以以一种经济的方式打印这些电路。这一假设现在受到了质疑，因为我们已经达到了明显低于用于打印这些特征的光分辨率的尺寸。虽然我们已经采用了一些技巧来打印这些亚波长特性，但它们的成本可能会威胁到每个电路的低成本预期。事实上，有些项目会增加每个功能的成本，这当然会引出一个问题:“为什么要扩大规模?”
在这里，三维集成(3Di)提供了一些帮助。需要指出的是，3Di本身并不能制造更快或更便宜的晶体管，但它提供了集成成熟技术的可能性，通过集成单独优化的、因此不那么复杂的技术来实现有效的晶体管密度改善、更低的模到模延迟以及高度的组件化。这种方法有望将摩尔定律的预期至少延长几代人。
TSV允许信号和能量通过整个硅层，这可能是3D堆叠最显著的特征。
3Di的许多实施方式都需要部分功能的骰子甚至晶圆的叠加。所有这些不同实施例的一个共同特征是通过硅通过(TSV)。TSV可以让信号和能量穿过整个硅层，这也许是3D堆叠技术最显著的特点。与芯片中的其他特性相比，tsv往往相当大。此外，它们内衬厚厚的介质，并填充与硅具有高热错配系数的导电材料。引入这些巨大的不同特征的结果是，可能在硅中引起显著的应力，从而导致结构缺陷，甚至在硅中失效。也有可能调节硅器件的电学特性，尽管这可能是一个不太严重的影响。
Jung等人的以下论文是对硅中引入TSV可能导致的应力的全面分析。作者开发了一种相当全面而又简单的方法来应用线性叠加来估计这些tsv所能引入的热机械应力。分析还可以用来估计一种简化的度量，称为冯米塞斯应力，这是一种机械稳定性的度量。该方法可用于设计稳定可靠的tsv，有望成为三维芯片设计中的一个有价值的工具。
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