3d集成是指将多层平面器件堆叠起来，并通过穿透硅的z方向通孔实现互连的系统级集成方案。
从概念上来讲，3d集成能够在减少芯片面积的同时缓解互连延迟问题。如果用垂直方向的短互连线来代替二维结构中大量的长互连线，就能够使逻辑电路的性能大大提高。例如，通过将关键路径上的逻辑门放置在多个有源层上，就能够将它们非常紧密地排布起来。也可以将电压和/或性能要求不同的电路放置在不同的层上。
3d晶圆堆叠基于具有特定功能的全晶圆产品（即嵌入式处理器、dsp、sram、dram、嵌入式无线网络等），并将这些晶圆或分立的已知良好芯片（knowngooddie，kgd）垂直地互连起来，制作成一个功能器件。3d结构能够集成许多别的方法无法兼容的技术，这样就可以显著地提升器件的性能、功能性和波形因数。这种3d堆叠能够令人信服地集成天线、传感器、电源管理和电源存储器件等技术。3d集成缩短了芯片间的信号路径，允许系统更快地运行，从而提高系统性能和降低功耗。互连线长度是电源应用中要考虑的重要因素，保持足够短的互连线长度非常有利于降低功耗。当采用这种3d堆叠芯片方案时，最需要关心的是散热问题，不过由于通孔的使用缩短了总的互连线长度，这实际上在一定程度上减小了热的产生。
在最近的电子元器件技术会议（ectc）上有许多介绍3d晶圆级集成进展的报告。在会议的小组讨论中，用于晶圆到晶圆（w2w）和芯片到晶圆（d2w）互连的最新3d前沿进展被总结出来。很多与会者都注意到，早先的w2w键合概念正被d2w键合所逐步取代，因为d2w具有以下优势：
■只封装kgd
■排列对准的容忍度更大
■具有将尺寸差别很大的芯片互连起来的能力
■具有为“异类集成”而将尺寸差别很大的芯片互连起来的能力
根据ic设计是否针对3d互连，目前已有3种可行的选择方案来形成通孔（图1）。
