想知道自己是否感染性病？問你的手機

本文由 Arm 委託，泛科學企劃執行。

Arm（安謀）是一家來自英國提供處理器 IP 架構設計的矽智財公司，你可能不清楚 Arm 在做什麼？但你可能在最近的新聞中聽過它，而且，你可能每天都在使用他們的產品！

實際上，90% 的智慧型手機使用的 CPU 晶片，其指令架構集（ISA）都是採用 Arm 架構，例如部分蘋果產品所使用的晶片、Android 手機常見的驍龍系列，以及聯發科技推出的天璣系列晶片，Arm 都是這些處理器架構的主要供應商。

不過這個指令架構集（ISA）到底是什麼？為什麼每台手機甚至電腦都要有呢？

什麼是指令架構集（ISA）？

指令集架構（ISA）是電腦抽象模型的一部分，它定義了 CPU 如何被軟體控制。ISA 作為硬體和軟體之間的介面，既規定了處理器能夠執行的任務，又規定了如何執行這些任務。ISA 提供了使用者與硬體互動的唯一途徑。ISA 可以被視為程式設計師的手冊，透過 ISA，組合語言程式設計師、編譯器編寫者和應用程式程式設計師方能與機器溝通。

處理器的構建和設計稱為微架構(micro-architecture)，微架構告訴您特定處理器的工作原理，例如，Arm Cortex-A53 和 Cortex-A73 都是 Armv8-A 架構的實現，這意味著它們具有相同的架構，但它們具有不同的微架構。

目前常見的 ISA 有用於電腦的 Intel/AMD x86_64 架構，以及在行動裝置是主流的 Arm 架構。而 Arm 本身不製造晶片只授權其架構給各個合作夥伴，授權的架構也被稱為「矽智財」（Semiconductor intellectual property core，簡稱 IP），並由合作夥伴依據規格打造合規的矽晶片。

Arm 成為全球關注的焦點

今年九月，Arm 在美國紐約那斯達克交易所掛牌上市，吸引大量投資者的目光，除了節能的設計，Arm 持續提升產品效能，使得 Arm 架構具有強大的競爭優勢，讓 Arm 的技術和產品，除了在行動裝置與物聯網應用佔據了重要地位，也在後續發展的其他產品持續協助產業推動技術革命。

最早，Arm 架構是為了依靠電池運作的產品而設計的，隨著這十多年來的轉變，行動裝置成為主流，而 Arm 架構也成為了行動裝置的首選。

除了 Arm 原本行動裝置的通用 CPU 領域，Arm 亦著手開發專用 CPU 的架構，這些專用 CPU 的使用情境包含雲端基礎設施、車用和物聯網（IoT）。

現在 Arm 除了在手機處理器上有超過 90 % 的市占率外，在物聯網與嵌入式應用上有 65% 的市占率，目前車用晶片也逐步轉向由軟體來定義汽車的電子電氣架構，這凸顯了軟體在未來汽車架構的重要性。「嵌入式邊緣裝置使用的可擴充開放架構 (Scalable Open Architecture for Embedded Edge；SOAFEE) 」建立以雲原生的系統架構，透過雲端先行開發軟體，協助汽車產業業者在產品正式商品化前，能在基於 Arm 架構的晶片上進行虛擬環境測試，目前 Arm 在車用晶片上，市佔率超過四成。

在雲端運算上，Arm 也推出了 Arm Neoverse 技術平台來協助雲端伺服器的晶片設計，並配合新推出的 Arm Neoverse 運算子系統（CSS），來簡化專用晶片的設計複雜性，減少晶片設計花費的時間。

在 Arm 日益完整的產品組合下，透過與廣大生態系合作，能為市場提供許多軟硬體解決方案。首先，在行動裝置上，Arm 近乎霸占市場。而在 AI 發展與網路速度持續提升的趨勢下，許多運算都可以在雲端完成，最近的實例為 Nvidia 的 GeForce Now，只需一台文書機，就能暢玩 3A 大作，或是 Google 的 Colab，讓 AI 能在文書機上完成運算，造福了沒有高級顯卡的使用者。

未來，邊緣運算將陸續解開雲端運算的束縛，而 Arm 也在前期投入了雲端基礎開發，配合行動裝置的市占率，無論如何 Arm 都將在未來科技業占有一席之地。

Arm Tech Symposia 將在 11 / 1 與 11 / 2 盛大舉辦

2023 Arm 科技論壇（Arm Tech Symposia）即將在 11/1 台北萬豪酒店，11/2 新竹國賓飯店盛大舉辦！這是 Arm 每年最重要的實體活動之一，以【Arm is Building the Future of Computing】為主軸，探討在 AI 時代來臨之際，Arm 最新的技術如何驅動創新科技，為次世代的智慧運算、沉浸式視覺、AI 應用、自主體驗等帶來更多可能性。 

這次 Arm 科技論壇將圍繞在車用、物聯網、基礎設施、終端產品等熱門 AI 應用領域，並邀請台積公司、Cadence、瑞薩電子、新思科技、CoAsia 擎亞半導體等各領域專家，帶來產業第一手趨勢洞察。

其次，也會分享 Arm 的新技術在 AI 的應用，包含如何透過軟體定義汽車降低汽車電子系統核心 EUC 整合的複雜性，同時維持汽車資安；以及介紹專為特定工作負載而設計的運算方式，如何讓企業不受外在環境與技術影響，處理更大規模的數據。

今年 11/1 在台北場的座談會，主題為 Edge computing on AI，探討邊緣運算在人工智慧上的應用，以及人工智慧對於半導體產業以及晶片研發帶來的影響，邀請 iKala 共同創辦人暨執行長程世嘉、聯發科技執行副總經理暨技術長周漁君，以及 Arm 台灣總裁曾志光與會。

11/2 在新竹場的座談會主題為 The Keys of Automotive Transformation，探討汽車產業的轉型趨勢，邀請 Anchor Taiwan 執行長邱懷萱、友達光電執行長暨總經理/達擎董事長柯富仁、波士頓顧問公司董事總經理暨資深合夥人徐瑞廷，以及 Arm 台灣總裁曾志光與會。

無論你是硬體工程師、軟體開發人員、晶圓代工、晶片設計商、OEM/ODM 還是相關產業人士，都能在這場論壇中互相交流，充實自己。

2023 Arm 科技論壇報名連結

活動結束後填寫問卷的朋友，還有機會現場抽中 iPhone 15 Pro、 iRobot Roomba j7+ 掃地機器人、Sony WH-1000XM5 無線耳機、Dyson Purifier Big+Quiet Formaldehyde 空氣清淨機等精美好禮喔！

報名截止倒數中，現在就立刻報名吧！

忽然慘遭襲擊，距離如此靠近，想必是走漏了行跡。「哪個混蛋帶手機？俺宰了你！」「我剛才打給媽媽。」撤兵五分鐘內，這裡便被炸得粉碎。一則又一則 2014 至 2022 年間的前線通訊故事，收錄於 2022 年 10 月《數位戰爭》（Digital War）期刊，^[1]烏克蘭戰爭傳播學者 Roman Horbyk 記載俄烏戰爭之頓巴斯戰役（the War in Donbas）的論文裡。^{[1, 2][註1]}

前線通訊設備

Roman Horbyk 訪問了 14 名烏克蘭軍人與 2 名配偶，以下是他們提到的幾種通訊設備：^[1]

• 手機：有些軍人同時擁有廉價、續航力長達 4、5 天的按鍵式手機；以及附帶相機、上網等功能，卻十分耗電的智慧型手機。兩者搭配分別的電話號碼，區隔公務與私用。一旦發現按鍵式手機遭敵軍追蹤，「我就把它丟進河裡。…跟家裡聯絡的那支，則放在基地。」另外，也有軍人放棄脆弱的智慧型手機，擁抱適合戰場的復刻經典：「我剛買了 Nokia 的按鍵式新款，堅不可摧。」^[1]
• 筆記型電腦：比手機笨重，弄丟或必須毀屍滅跡的時候，損失又更大。「我們單位的指揮官有台筆記型電腦，儲存大家緊急聯絡人的資料。在可能即將被大規模轟炸的關鍵時刻，…他生起小火，把筆電燒了。」^[1]
• 平板電腦：雖然容易損壞，但是能在連線後，將反裝甲佈雷資訊，即時更新至 Kropyva 地圖。針對這個非營利組織 Army SOS 開發的軟體，受訪軍人讚譽有加。^{[1, 3] [註2]}此外，民間專家設計的火砲射擊計算軟體 Bronya，也安裝在平板電腦裡。原本幾分鐘的計算時間，縮短至幾秒。私人層面，平板電腦多作娛樂用途。^[1]
• 無線電站台：多半為北約或其他來源的二手貨，為高階軍官處理要務的管道，比手機安全。^[1]
• 無線電對講機：在戰爭早期難以取得，到了後來「…我們用對講機聯絡敵軍，然後互嗆。嗯，就只是張揚，其實聰明人應該竊聽，而非吵架。」^[1]
• 野戰電話：由通信部隊牽電話線，經濟、安全，不像手機或網路通訊容易被駭，是僅次於無線電站台的公務選擇。除非遇上密集轟炸等物理性攻擊，否則不太受干擾。^[1]
• 衛星電話：多為高階指揮官所用。優點是可以在地底防空洞安心通話，而且還收得到訊號；缺點則是昂貴且罕見，使用者要承擔的責任較高，所以有些受訪者承認他們會盡量避免。^[1]

整體而言，手機是最受歡迎的通訊設備。烏克蘭通訊業者在 2000 跟 2010 年代，以華為和 Ericsson 的設備，設立手機訊號基地台。跟城市相比，鄉村的訊號較差；而俄軍佔領區就使用俄國的服務。前線訊號不穩，部份原因是俄國刻意搗亂。「大卡車以人道援助之名抵達，卸下來的貨只有 10 包糖，其他都是訊號干擾設備。」^[1]2014 年克里米亞危機（the Crimean crisis）的時候，俄羅斯曾出動 R-330Zh Zhitel 機動電戰車，偵測、分析，並干擾 100 至 2,000 MHz 的衛星和手機通訊。^[4]

假消息的傳播

對前線的軍人來說，手機最重要的功能之一，就是瀏覽網路新聞。烏克蘭官方的軍媒流行不起來，臉書倒是壓倒性地大受歡迎。這無可避免地，衍伸出事實查核的問題。有些人對假消息相當敏感，知道資訊會被操弄；許多則是抵達前線後，才開始有所警覺。^[1]

通訊軟體也是假消息傳播的管道，因此烏軍不得使用跟俄羅斯有關的 Viber，但向敵軍散佈錯誤訊息時除外。Telegram 維持開放至 2018 年；而 Skype 和 WhatsApp 則從未被禁。^[註3]網路訊號微弱時，上述通訊軟體無法運作。大家會改用Bluetooth及SHAREit（茄子快傳），進行短距離的檔案傳輸。值得注意的是，儘管烏克蘭受訪者將此二者歸類為較安全的選項；^[1]印度並不准許軍人安裝 SHAREit。2017 年印度媒體報導，該國政府列出 42 個向中國回傳資料的間諜程式，除了 SHAREit，其他上榜的知名軟體，還包括：微博、微信和 QQ 等。^[5]

當然，也有人偏好傳統的資訊交流管道。「為了得知新聞，我們會打電話給彼此。」不過，原職為記者的前線軍人不以為然：「士兵對戰爭資訊非常沒興趣。」娛樂才是主要需求。^[1]

電力、網路及娛樂

2014、2015 年深陷熱戰的時候，頓巴斯前線缺乏穩定電力與網路。然而隨著時間推移，壕溝和掩體的基礎設施逐漸升級：通常直接從附近的電網偷接，也有人用攜帶式發電機發電。後來不僅電力改善，還有閉路攝影機、電視機、冷凍櫃、無線網路，甚至三溫暖。^[1]

「習慣了窮忙，突如其來的寂靜，會令你覺得有鬼。」在暫時無聊的前線，「奇怪的想法開始自心底萌生」。士兵下棋、看電視消遣，或用手機聽音樂、追劇、打遊戲。電視訊號受俄羅斯系統性的干擾，網路連線又不穩定。「那些出入總部文明環境的人，會把東西下載到隨身碟給我們。」是說通暢的連線，也非絕無壞處。俄國情報單位就觀察電子設備朝遊戲網站的流量，試圖招募成癮的烏軍。^[1]

另外，蠻多喜歡閱讀的軍人，用手機和平板電腦儲存電子書，容量大、輕便、好攜帶。有一名神父將宗教書籍、音樂與儀式紀錄，裝進平板電腦。「我主持婚禮、洗禮等儀式，盡己所能照顧當地平民的心靈，並在前線小鎮建立了教堂及教區。」^[1]

手機通訊的風險

對講機、手機和無線電站台都會被監控，所以指揮官一般傾向面對面討論事情。可是在私人層面，軍人不得不用手機與親友聯絡。「某回老婆打來問：『你現在在哪？』背景馬上就聽得到特別的聲音，代表（己方的安全單位）正在錄音。我說：『兄弟，把它關掉，讓我跟老婆說話。我合法。』」烏克蘭軍人頗習慣被同胞和敵軍監聽。即使通信部隊的成員，懷疑從雜音或是訊號跳頻，能辨識通話遭駭；許多軍人深信不疑，並發展出各種維護資安的溝通暗號。^[1]

Norton防毒軟體公司的文章，也提及聽到雜音有可能是被監聽，還列舉其他徵象，例如：手機暗自不斷地向第三方傳輸，加快了電池耗電及數據用量；無故發出怪聲，或螢幕沒事亮起來；收到監控軟體故障時，傳來的亂碼訊息；以及因為尚未完成背景傳輸作業，所以拖長關機時間等。^[6]

另一種手機通訊風險，總是隨關懷而來。彼時彈幕包圍，「我躲到某處，然後說：『我晚點再回電，現在正忙。』這樣他們就不會聽到砲聲隆隆。」很多烏克蘭的軍人跟家裡約定：他們只打電話，但絕不接聽。遇到適合的時機，便主動報平安。這當然無法阻止焦慮的家屬或放假的同袍，明知故犯：「我打去看他會不會接。有的話，必然一切都好；沒有的話，大概是人在掩體裡，或者正慘遭砲擊。那我就等他打回來。」至於文字溝通，容易啟人疑竇。「當你收到訊息，天知道是誰傳的；而當你傳出訊息，也不曉得誰會閱讀。」^[1]

更麻煩的是，就算通訊的時機和方式恰當，內容也沒有外流；光是開、關機，或無關緊要的手機操作，都還是有其危險。比方說，偵測荒野裡使用中的手機數量，可以推估該處的軍力。或是，「當我們開始用迫擊砲轟炸，會被要求關閉手機，以免干擾瞄準。結束後，才允許開機。」^[1]

禁手機，像廢娼？

2015 年 7 月，烏克蘭國會禁止戰區士兵，使用手機、相機、無線電收音機和電腦。只是在缺乏安全通訊系統的狀況下，手機到頭來仍是最可靠的溝通設備，大家有命難從。到了 2017 年 8 月，迫於情勢，只得重新開放。^[1]俄羅斯方面，也大同小異。《紐約時報》（The New York Times）報導，俄國前線士兵的手機被長官沒收，於是去偷烏克蘭人的，好打電話回家。時常通話暴露位置，而被炸翻也就在所難免。^[7]

俄國擁戰派部落格形容 21 世紀前線的手機禁令，「跟廢娼一樣沒用」。^[7]Roman Horbyk 也指出，烏克蘭人往往將之視為可接受的風險。畢竟除此之外，尚有諸多遭受攻擊的原因，而手機卻有不可取代的功能。「置身烽火數載，人們不再留意防彈背心與鋼盔。你無法逃脫命運。…我看過別人在砲擊下打手機。…自己則不會在遇襲時關機。相反地，當時很想發送道別簡訊。真的，只是我終究沒傳…」，受訪者笑道：「因為要是活下來了，怎麼辦？」^[1]

備註

1. 俄烏戰爭是從 2014 年俄羅斯併吞克里米亞（Crimea）算起。^[1]
2. 原論文稱開發地圖軟體的民間組織為 Armiya SOS。^[1]基於翻譯的緣故，網路上能查到數種拼法，例如：Army SOS、АРМІЯ SOS（Армії SOS）和 ARMIA SOS 等。^{[8, 9]}他們的官方網站，採前二者；^{[8, 10]}而早期的臉書頁面，曾用過最末者。^[9]
3. 原論文裡的禁用軟體清單，適用範圍應該僅限於軍人。根據自由之家（Freedom House）2023 年的報告，烏克蘭人仍大量使用 Viber 和 Telegram。^[11]

參考資料

1. Horbyk, R. (2022) ‘“The war phone”: mobile communication on the frontline in Eastern Ukraine’. Digital War, 3, 9–24.
2. ‘Roman Horbyk’. Academia, U.S. (Accessed on 17 OCT 2023)
3. ‘Defense Mapping Software’. Army SOS, Ukraine. (Accessed on 14 OCT 2023)
4. ‘R-330Zh Zhitel Russian Cellular Jamming and Direction Finding System’. OE Data Integration Network (ODIN), U.S. (Accessed on 17 OCT 2023)
5. D’Mello G. (01 DEC 2017) ‘The Government Has Named 42 Apps “Chinese Spyware”, Including Big Names Like TrueCaller’. India Times.
6. Stouffer C. (13 JUN 2023) ‘How to tell if your cell phone is tracked, tapped, or monitored by spy software’. Norton, U.S.
7. Yuhas A, Gibbons-Neff T, Al-Hlou Y. (04 JAN 2023) ‘For Russian Troops, Cellphone Use Is a Persistent, Lethal Danger’. The New York Times, U.S.
8. ‘Improving Ukraine’s Defense Capabilities Since 2014’. Army SOS, Ukraine. (Accessed on 14 OCT 2023)
9. ‘Ukraine Army SOS’. Facebook. (Accessed on 14 OCT 2023)
10. ‘Ми покращуємо обороноздатність України з 2014 року’. Army SOS, Ukraine. (Accessed on 14 OCT 2023)
11. ‘Freedom on the Net 2023 – Ukraine’. Freedom House, U.S. (Accessed on 16 OCT 2023)

今年蘋果 WWDC 大會上發表的 Vision Pro，在市場上引起軒然大波。除此之外，蘋果新推出的 Mac Pro、Mac Studio 也都十分吸睛，他們的共同特點，就是我都買不起。他們的共同的特點，就是裏頭都搭載了 M 系列晶片。從 M2、M2 Max 到 M2 Ultra，除了強大的效能，其輕巧的設計，也讓這些裝置保持輕量。Vision Pro 的重量也可以維持維持在500g，不影響穿戴體驗。要在如此小的晶片中發揮跟電腦一樣效能，除了我們介紹過的 DUV 與 EUV 微縮顯影，一路從 7 奈米、5 奈米、3 奈米向下追尋外。在 M 系列這種系統晶片中，「先進封裝」技術，其實扮演更重要的角色，但到底「封裝」是什麼？它如何幫助 M2 達到高效能、小體積的成果？

晶片又更小了，摩爾定律依舊存在？

M2 晶片的效能已被消費者認可，一顆小小的晶片中，就同時包含了 8 核心 CPU、10 核心 GPU、16 核心的神經網路晶片以及記憶體，麻雀雖小，五臟俱全。這可說又是摩爾定律向前邁進的一步。

今年 3 月 24 日，Intel 共同創辦人戈登．摩爾，逝世於夏威夷的家中，享耆壽 94 歲。他生前提出的摩爾定律，在引領半導體產業發展近 60 年之後，也逐漸走向極限。摩爾定律預測，積體電路上的電晶體數目，在相同面積下，每隔約 18 個月數量就會增加一倍，晶片效能也會持續提升。

隨著晶片尺寸越來越小，似乎小到無法再小，「摩爾定律已死」的聲音越來越大。然而事實是，業界的領頭羊們如台積電、英特爾和三星等公司，依然認為摩爾定律可以延續下去，並且仍積極投入大量金錢、人力及資源，期盼能夠打贏這場奈米尺度的晶片戰爭。

打贏戰爭的方法，包含研發各式各樣的電晶體，例如鰭式場效電晶體（FinFET）、環繞式閘極（GAAFET）電晶體及互補式場效電晶體（CFET）；或是大手筆引進艾司摩爾開發的極紫外光（EUV）曝光機，在微縮顯影上做突破，這部分可以回去複習我們的這一集；除此之外，從材料下手也同步進行中，新興的半導體材料，像是過渡金屬二硫族化合物或奈米碳管。這些持續挑戰物理極限的方式稱為「深度摩爾定律（More Moore）」。

然而這條路可不是康莊大道，而是佈滿了荊棘，或是亂丟的樂高積木，先進製程開發的複雜度和投入資金呈指數型增加，且投資與回報往往不成正比。我們都知道「不要把雞蛋都放在同一個籃子裡」，同理，半導體巨擘們也開始找尋新解方，思索如何躺平，在不用縮小電晶體的情況下，提升晶片整體效能。

答案也並不難，既然在平面空間放不下更多電晶體了，那麼就把他們疊起來吧！如此一來，相同面積上的電晶體數量也等效的增加了。這就像是在城市裡，因為人口稠密而土地面積有限，因而公寓大廈林立，房子一棟蓋得比一棟高一樣。像這樣子不是以微縮電晶體，而是透過系統整合的方式，層層堆疊半導體電路以提升晶片效能的方法，屬於「超越摩爾定律（More than Moore）」，而其技術關鍵，就在於「封裝」。

什麼是封裝？

當一片矽晶圓經過了多重製程的加工後，我們會得到這張表面佈滿了成千上萬積體電路。別小看它，光是這一片的價值，可能就高達2萬美元！

然而這麼大片當然無法放進你的手機裡，還必須經過「封裝（packaging）」的步驟，才會搖身一變成為大家所熟知的半導體晶片。

簡單來說，封裝是一種技術，任務是把積體電路從晶圓上取下，放在載板上，讓積體電路可以與其他電路連接、交換訊號。整個封裝，大致可分為四步驟：切割、黏晶、打線、封膠。

首先，矽晶圓會被磨得更薄，並且切割成小塊，此時的積體電路稱為裸晶（die）；接著，將裸晶黏貼於載板（substrate）上，並以焊線連接裸晶及載版的金屬接點，積體電路便可跟外界傳遞或接收訊號了；最後，以環氧樹酯灌模成型，就完成我們熟知的晶片（chip），這個步驟主要在於保護裸晶及焊線，同時隔絕濕氣及幫助散熱。

Chiplet、傳統封裝與先進封裝

隨著晶片不斷追求高效能、低成本，還要滿足不同的需求，甚至希望在一個晶片系統中，同時包含多個不同功能的積體電路。這些積體電路規格、大小都不一樣，甚至可能在不同工廠生產、使用不同製程節點或不同半導體基材製作。例如蘋果的 M2 晶片，就是同時包含 CPU、GPU 和記憶體，另外，我們過去介紹過，google 陣營的 Tensor 晶片，也是在單一晶片系統中塞入了大大小小的晶片。這些在一個晶片系統中含有多個晶片的架構，稱為 Chiplet。

要做出 Chiplet，在傳統的封裝方式中，會將初步封裝過的數個晶片再次進行整合，形成一個功能更完整的模組，稱為系統級封裝 Sip（system in package）；另一個方法則是將數個裸晶透過單一載板相互連接完成封裝，這樣的作法叫做系統單晶片system on a chip （SoC），然而以這兩種方式製作需佔用較大的面積，更會因為晶片、裸晶間的金屬連線過長，造成資料傳輸延遲，不能達到高階晶片客戶如輝達、超微、蘋果等公司的需求。

為了解決問題，先進封裝就登場了，三維先進封裝以裸晶堆疊的方式，增加空間利用率並改善資料傳輸瓶頸的問題。與傳統封裝之間傳輸速度的差異，就好比是開車由台北至宜蘭，傳統封裝需行經九彎十八拐的台九線，而先進封裝則截彎取直，打通了連接兩地的雪山隧道，使得資料的來往變得更加便利且迅速。

先進封裝解決了什麼問題？

先進封裝最大的優勢，就是大幅縮短了不同裸晶間的金屬連導線距離，因此傳輸速度大為提升，也減少了傳輸過程中的功率損耗。舉例來說（下圖），傳統的 2D SoC，若是 A 電路要與 C 電路傳輸資料，則必須跨越整個系統的對角線距離；然而使用三維堆疊則能夠將 C 晶片放置於 A 晶片的上方，透過矽穿孔（through silicon via, TSV）技術貫穿減薄後的矽基板，以超高密度的垂直連導線連接兩個電路，兩者的距離從此由天涯變咫尺。

另一方面，三維堆疊也減少了面積的消耗，對於體積的增加則並不明顯，因此我們能夠期待，手機、平板、或是 Vision Pro 等頭顯未來除了功能更多以外，還會變得更加輕巧。

值得一提的是，先進封裝還能夠降低生產成本喔！由於三維堆疊在單位面積上，增加了等效電晶體數量，在晶片設計上可以考慮使用較成熟、成本更低的製程技術節點，並達到與使用單層先進技術節點並駕齊驅的效能。

先進封裝的技術挑戰

雖然，先進封裝提供了許多優勢。但作為新技術，當中依舊有許多仍待克服的問題與挑戰。

首先，先進封裝對於裸晶平整度以及晶片對準的要求很高，若是堆疊時不慎有接點沒有順利連接導通，就會造成良率的損失。再者，積體電路在運算時會產生能量損耗造成溫度升高，先進封裝拉近了裸晶間的距離，熱傳導會交互影響，大家互相取暖，造成散熱更加困難，輕則降低晶片效能，嚴重則能導致產品失效。

散熱問題在先進封裝中，目前還未完全解決，但可以透過熱學模擬、使用高熱導係數材料、或設計導熱結構等方式，做出最佳化的散熱設計。建立良率測試流程也非常重要，試想，如果在堆疊前沒有做好已知合格裸晶測試（known good die testing），因而誤將合格的 A 晶片與失效的 B 晶片接合，那麼不只是做出來的 3D IC 只能拿來當裝飾品，還白白損失了前面製程所花費的人力、物力及金錢！

良率與成本間的權衡，也是須探究的問題，如果想要保證最佳的良率，最好的方式是每道環節都進行測試，然而這麼做的話生產成本以及製造時間也會相應增加，因此要怎麼測試？在什麼時候測試？要做多少測試？就是一門相當深奧的學問了。

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