IBM在其T.J. Watson研究中心和世界上的其它实验室内对3-D芯片堆叠技术进行了十多年的研究之后，目前开始在其生产线上使用穿透硅通孔（through-silicon via，TSV），或叫做through-via，来制造芯片。“蓝色巨人”计划在今年晚些时候为客户提供样品芯片，并希望在2008年将TSV技术投入量产。
IBM转向TSV的重要意义在于它标志着从2-D芯片布局跃向3-D芯片堆叠——将传统上并排放置在硅片上的芯片和存储器件垂直地堆叠起来。这样所获得的“三明治”结构能够降低总的芯片封装尺寸，并加快芯片不同功能之间的数据流传输速度。
TSV的工作原理是怎样的？“TSV本质上就和接触孔一样，”IBM研发部门的高级经理Wilfried Haensch说。“唯一的差别在于你必须在硅片上为TSV钻一个垂直的深孔，这需要特殊的刻蚀工艺（如图所示）；然后可以根据芯片应用的不同进行钨或铜的填充。”
3-D TSV技术具有哪些优势？Sematech认为，与系统级封装（SiP）和片上系统（SoC）等其它可选技术相比，TSV的优点很多。比如，在封装占用面积相同的条件下，TSV可以提
供更高的密度，以及更多的功能、更好的性能、更低的功耗和成本、更大的制造灵活性和更短的产品上市时间。
TSV将使先进封装技术发生怎样的变化？相比于2-D芯片，3-D TSV芯片可以不必使用引线键合，并使信息在芯片上需要传输的距离大幅减少到原来的千分之一。它们还能够使信息传输的通道或路径额外增加100倍以上。
“单纯从封装的观点来看，TSV为先进封装带来的最显著变化在于它们可以使某些特殊的应用不再需要引线键合，”Haensch解释说。“我们第一个采用该技术的应用是无线通信芯片，这些芯片将被用于无线局域网的功率放大器和手机应用中，采用TSV技术来代替引线键合。”
据Haensch的介绍，他们采用TSV技术的首款产品是一个RF芯片，相比于常规的引线键合方法，功率效率提高了约40%。他说：“这个数值只适用于该项应用中。功率效率值会随着应用的不同而变化。”
IBM希望能够在全球率先推出采用3-D TSV技术的产品，并且感觉到时机已经成熟。“TSV技术是先进封装的关键元素，而且我们有信心满足该技术的可靠性要求，” Haensch说。“你可以想象，还有很多东西需要仔细地考虑。实验室里的试验阶段是一回事，而真正推向市场则又是另一回事。”
在迈向TSV的道路上IBM并不孤单。Samsung、Tessera、Intel、Elpida、IMEC和Sematech等很多公司和研究机构都在探索或使用TSV技术。
事实上，Sematech在今年早些时候宣布，它的3-D互连技术协会正在着手制定一个发展路线图，预计将在年底提供关于可供选择的3-D技术（包括TSV）、单元工艺和计量方法等方面的研究细节，并将最终证实3-D技术的功能性和可靠性。