在高性能计算领域，AI芯片需要海量数据带宽，而HBM（高带宽内存）正是为此而生。HBM的核心技术之一，就是TSV（硅通孔）——一种垂直贯穿芯片的导电通道，让数据不再绕行，而是直接穿墙而过。
图片展示的是TSV在3D堆叠中的典型应用。多个DRAM芯片垂直堆叠在一起，芯片之间通过微凸点（micro bump）和TSV实现电气连接，最下方通过封装基板与逻辑芯片通信。TSV的尺寸通常在直径5微米、深度50微米的量级，深宽比达到10:1。也就是说，这个孔的深度是宽度的10倍，在硅片上打一个又深又细的垂直通道，再填满铜，工艺难度相当高。
为什么要用TSV？传统方案是把多颗芯片并排放在基板上，信号走线长、带宽受限。TSV让芯片可以堆叠，信号路径从水平变成垂直，路径大幅缩短。图中给出了一个具体案例：HBM DRAM通过TSV提供了8个独立通道、共1024个I/O，以1Gbps的速度传输，总带宽达到128GB/s。这种带宽水平，靠传统的基板走线几乎不可能实现。
不过TSV并非没有代价。TSV在芯片上占据了约18%的面积，这18%不能用来存储数据，直接增加了芯片成本。此外，TSV的制造成本本身就比普通芯片工艺高，价格通常是裸片的1.4到2倍。TSV还会在硅中引入应力，影响附近晶体管的电学性能，需要在设计和工艺上做额外补偿。同时，由于TSV周围存在禁入区（KOZ），芯片的实际可用面积进一步减少。
尽管如此，在AI和HPC领域，TSV带来的带宽优势远远超过了它的成本代价。数据搬不动的时候，算力再强也是白搭——TSV正是解决“数据搬不动”问题的核心手段之一。随着3D堆叠技术的不断成熟，TSV的成本正在逐步优化，其在高性能封装中的核心地位只会越来越巩固。
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