在開始之前，我們先要了解芯片中的“層”是什么概念。芯片設(shè)計采用分層方法，對應(yīng)制造過程中的不同功能結(jié)構(gòu)。例如掩模版中的圖形層、晶圓上的材料層（如金屬層、多晶硅層、介質(zhì)層）等。其中PCB電路版圖是我們芯片設(shè)計的最終結(jié)果。電路版圖是芯片設(shè)計的物理表達(dá)，其每一層設(shè)計（如金屬連線層）對應(yīng)一張掩模版。通過光刻工藝，掩模版圖形被轉(zhuǎn)移到硅晶圓上，形成實際的物理層。如下圖左側(cè)所示是晶體管設(shè)計版圖，取自電路版圖的一部分。
不同的顏色代表不同的層，也對應(yīng)著相應(yīng)的掩模版，每張掩模版經(jīng)過光刻后會晶圓上形成材料介質(zhì)層。電路版圖中的每一層設(shè)計（如金屬層、多晶硅層）對應(yīng)一張掩模版，電路版圖有多少層，最終晶圓上就有多少層的材料介質(zhì)層。
這些材料介質(zhì)層在硅晶圓上疊加在一起，就形成了整個芯片上，乃至整個硅晶圓上所有的電路元器件和電路連線，稱之為電路層。這里需明確：一個裸片本身已包含完整的多層電路結(jié)構(gòu)（如晶體管層、金屬互連層）。不像有的地方說的一個裸片上只有一層電路層。這些元器件上面不再有元器件的堆疊。經(jīng)過電路層制造、劃片、封裝和測試，就形成了我們的傳統(tǒng)的2D芯片。在2D芯片中，多個裸片是平鋪到硅片上的，指未堆疊的單個封裝體。我們在2D芯片的電路層和封裝基板之間增加一層專門用于布線的硅中介層，即Silicon Interposer，裸片堆疊到中介層上，硅中介層通過TSV實現(xiàn)芯片與基板的垂直互連，這樣的芯片我們稱之為2.5D芯片。
需要注意的是2.5D芯片中裸片本身不垂直堆疊。
而3D芯片指的是多個電路層堆疊起來的，每個裸片上都有一個電路層。但也2.5D芯片不同的是，在3D封裝中，TSV直接在芯片上實現(xiàn)多層硅晶圓的垂直互連。如下圖所示：
我們作個比喻：2D芯片如單層平房；2.5D如帶閣樓的復(fù)式（中介層=樓梯）；3D封裝如多層公寓。
這里我們提一下存儲芯片，雖然它的封裝殼中中有一個裸片，但如果在此裸片上集成了很多電路層，那么存儲芯片也可以被看作是3D芯片。2021年美光公司推出了176層的3D NAND閃存芯片。
不過，需要注意的，3D NAND是單顆裸片內(nèi)部的垂直堆疊（屬于芯片制造工藝），而3D封裝是多顆完整裸片的垂直堆疊（屬封裝技術(shù)），二者層級上還是不同的。
