电子集成技术，按层级可清晰划分为三大段：芯片级集成、封装内集成、PCB 板级集成，代表技术分别是 SoC、SiP 与 PCB（也称 SoP/SoB）。

芯片上的集成以 2D 为主，晶体管平铺在晶圆平面；PCB 板级集成同样以 2D 为主，元器件贴装在板面。二者都是典型的2D 集成。唯独封装内的集成形态最复杂、叫法最混乱，业界至今没有统一、清晰的分类标准。

为此，本文提出一套可落地、易区分、逻辑自洽的分类体系：以物理结构和电气连接为两大判据，把电子集成技术归纳为 5 类基板之上（组装级）+ 2 类基板之内（制造级），简称：电子集成（5+2）分类法。

一、分类原则：两个核心判据

所有集成形态，只看两点就能精准归类：

1. 1，物理结构

   ：芯片 / 元器件怎么摆放、是否堆叠、是否在基板表面；

   
   

2. 2，电气连接

   ：信号怎么走、是否必须经过基板、是否用 TSV/RDL 直连。

   
   

最终分为 7 类：

• 基板之上（Assembly 组装）：2D、2D+、2.5D、3D、4D（共 5 类）
• 基板之内（Fabrication 制造）：Cavity 腔体集成、Planar 平面埋置集成（共 2 类）

• 第一部分：基板之上的 5 种集成（2D / 2D+ / 2.5D / 3D / 4D）

  1. 2D 集成：全部平铺在基板表面

  定义：所有芯片、无源器件都水平安装在基板同一上表面的集成方式。

  • 物理结构

    ：全部器件贴在 XY 平面，与基板直接接触；布线与过孔都在基板内部。

    
    

  • 电气连接

    ：信号统一走基板互连（极少数键合点直连除外）。

    
    

  典型应用：传统 MCM（多芯片模块）、大部分 2D 型 SiP、常规 PCB 板级集成。

  特点：工艺最简单、最成熟，但面积占用大，不做垂直堆叠。注：基于 FOWLP 的集成（如 INFO）无实体基板，也归为 2D 集成。

  2. 2D+ 集成：引线键合堆叠 = 结构 3D，电气仍走基板

  定义：芯片垂直堆叠，但全部通过键合线连到基板，电气路径与 2D 一致，只是空间更省。

  很多人把 “芯片堆叠” 直接叫 3D，其实并不准确：

  • 3D 集成现在专指 TSV 直连；

  • 传统引线堆叠只是结构上叠起来，电气依然要下到基板再互连。因此定义为：2D+ 集成。

  • 物理结构：芯片在 XY 平面上方堆叠，部分芯片不接触基板；

  • 电气连接：全部通过键合线汇到基板，再由基板完成互连。

  典型应用：传统堆叠存储、PoP（Package on Package）等。

• 3. 2.5D 集成：靠中介层 (Interposer) 实现高密度互连

  定义：芯片不直接贴基板，而是先贴在中介层上，由中介层完成芯片间互连，再连到基板。它是 “介于 2D 与 3D 之间” 的过渡方案，现实中不存在 2.5 维，但行业已通用此称呼。

  • 物理结构

    ：芯片置于中介层之上；中介层有布线 / 过孔，基板也有布线 / 过孔；

    
    

  • 电气连接

    ：芯片间互连优先走中介层，不必全部下到基板。

    
    

  两类主流结构：

  1. 带 TSV 的硅中介层

     ：芯片通过 MicroBump 倒装在中介层，TSV 穿透转接板，适合高算力、高引脚密度芯片（如 GPU、CPU）。

     
     

  2. 无 TSV 的中介层

     ：中介层仅用表面 RDL 布线，再通过引线连基板，适合小芯片堆叠在大芯片上方的场景。

     
     

  4. 3D 集成：芯片对芯片直连（TSV + RDL）

  定义：真正的芯片级垂直集成。与 2.5D 的核心区别：不再依赖中介层，直接在芯片上做 TSV 和 RDL，实现芯片 — 芯片垂直直连。

  • 物理结构

    ：芯片直接堆叠，芯片内部有 TSV；

    
    

  • 电气连接

    ：通过 TSV+RDL芯片直连，不经过基板中转。

    
    

  典型应用：同类型存储堆叠（DRAM Stack、3D NAND、FLASH Stack），以及异质芯片垂直集成。

• 5. 4D 集成：非平行基板的空间立体集成

  前面 2D/2D+/2.5D/3D 有一个共同点：所有基板、芯片都互相平行，Z 轴同向向上。

  4D 集成打破这一规则：多块基板不平行、Z 轴方向不同，形成空间角度布局，从而实现真正的 “立体构型”。

  • 物理结构

    ：多块基板呈角度安装，每块基板上都可搭载元器件；

    
    

  • 电气连接

    ：通过柔性线路、连接器或特殊焊接实现跨基板互连。

    
    

  价值：突破平面堆叠限制，提升空间利用率、改善散热、满足气密性与特殊结构需求，在航空、航天、高可靠封装中尤其重要。4D 内部可同时包含 2D/2D+/2.5D/3D 等多种子结构。

  第二部分：基板之内的 2 种集成（Cavity / Planar）

  以上 5 种都在基板表面组装，下面两种属于基板内部制造。

  6. Cavity 集成：基板腔体集成

  定义：在基板内部制作腔体（槽 / 孔），不穿透全部板层，可单层、可多级（腔中套腔），可开放可埋入。

  作用：

  • 降低键合线高度，提升可靠性；
  • 增强陶瓷封装气密性；
  • 实现基板双面布局元器件；
  • 容纳更高器件，减小整体封装厚度。

  • 7. Planar 集成：平面无源埋置集成

    也称平面埋置技术。把电阻、电容、电感等无源器件，通过印刷 / 蚀刻 / 填充工艺，直接做在基板表层或内层，实现 “无源无高度” 集成。

    优势：

    • 不占基板表面高度；
    • 释放更多空间给有源芯片；
    • 提升布线自由度、降低寄生、提高稳定性。
    通过下面一个表格，我们将电子集成技术进行汇总，通过物理结构和电气连接两大指标对7种集成技术进行分类，并通过图例查看其典型的结构。