透過晶片層的堆疊來減輕 IC 中擁擠的程度，並不是什麼新的構想。這種想法在業界至少已經有30年的時間了。但是，這種想法目前正迅速地在流行起來，因為傳統以壓縮電晶體尺寸來達到更高性能的作法已不再管用了。對摩爾定律構成挑戰的不只是成本。晶片已變得如此擁擠，以至於如果設計者繼續把更多電晶體塞進更小的扁平晶片中，他們就將無法以摩爾定律所假設的同一速度來創造更好的性能。而摩爾定律在過去40 多年來卻是很靈驗的。
三維：最新的選擇
IC 傳統上是兩維的。在產品設計和製造過程中充分利用第三維來創造三維晶片，這樣的作法正在浮現，以便讓摩爾定律能繼續有效。並非所有人都同意三維晶片的一般定義。一些設計者說：三維晶片由單塊晶片中的多層半導體器件所組成。另一些人則說：採用一些把多個晶粒接合在一起的技術也可以帶來三維晶片；把多個晶粒接合在一起的技術幾乎就像是在晶圓級連接的多晶片封裝。還有一些人把單層設計的最佳化稱為三維，這是因為器件層包含了三維形狀，以便達到更好的包裝密度。我認為三維 IC 的定義正在改變成如下的形式：只有一個矽基層，而工作晶圓位於頂部，所有的製程處理都在晶圓級完成，這使晶片成為單片電路。借助僅為數微米長的互連線路可在任何地方連接晶圓。 設計者正努力把記憶體和處理器結合起來。這將徹底縮短記憶體的存取時間，並且對於天氣預報或與核電站有關的計算特別有用。三維晶片就能提供這種結合。三維晶片能超越普通晶片來創造各種新功能。例如，把生物晶片和矽晶片整合在一起，就能在醫學領域進入開廣的應用領域。 三維晶片目前正處於從量產化到早期採用的階段。美國和日本處於領先的地位，美國的 Ziptronix 和 Tezzaron Semiconductor 等公司已可提供相關的產品。日本新興企業 Zycube 正以影像處理為中心來開發其產品。早期的三維器件已進入市場，特別是在一些像處理器加記憶體等有綜效組合的領域。但銷售額仍然很低。 我認為，這些年來，對三維晶片感興趣的不是業界，而是學術機構。不過現在，主要廠商如 IBM、英飛凌、東芝等都透露自己正在開發三維的技術和設計三維的產品，應該很快就可以看到三維電子產品的成長，並且最終也會在市場上取得一席之地。
