半导体封装已从传统的 1D PCB 设计发展到晶圆级的 3D 混合键合。这一进步允许互连间距在个位数微米范围内，带宽高达 1000 GB/s，同时保持高能效。先进半导体封装技术的核心是 2.5D 封装（其中组件并排放置在中介层上）和 3D 封装（涉及垂直堆叠有源芯片）。这些技术对于 HPC 系统的未来至关重要。
2.5D 封装技术涉及各种中介层材料，每种材料都有各自的优点和缺点。硅 (Si) 中介层包括全无源硅晶圆和局部硅桥，以提供精细的布线功能而闻名，是高性能计算的理想选择。然而，它们在材料和制造方面成本高昂，并且面临封装面积的限制。为了缓解这些问题，局部硅桥的使用正在增加，在精细功能至关重要的地方战略性地使用硅并解决面积限制问题。
有机中介层采用扇出型模塑料，是一种比硅更具成本效益的替代品。它们的介电常数较低，从而减少了封装中的 RC 延迟。尽管有这些优势，但有机中介层难以实现与硅基封装相同的互连特征减少水平，这限制了它们在高性能计算应用中的采用。
玻璃中介层引起了人们的极大兴趣，尤其是在英特尔近推出基于玻璃的测试载体封装之后。玻璃具有多种优势，例如可调节的热膨胀系数 (CTE)、高尺寸稳定性、光滑且平坦的表面以及支持面板制造的能力，使其成为具有可与硅媲美的布线功能的中介层的有希望的候选者。然而，除了技术挑战之外，玻璃中介层的主要缺点是生态系统不成熟和目前缺乏大规模生产能力。随着生态系统的成熟和生产能力的提高，半导体封装中的基于玻璃的技术可能会进一步增长和采用。
在 3D 封装技术方面，Cu-Cu 无凸块混合键合正成为一项领先的创新技术。这种先进技术通过将介电材料（如 SiO2）与嵌入式金属（Cu）相结合，实现互连。Cu-Cu 混合键合可实现 10 微米以下的间距，通常在个位数微米范围内，这比传统的微凸块技术有了显著的改进，后者的凸块间距约为 40-50 微米。混合键合的优势包括增加 I/O、提高带宽、改善 3D 垂直堆叠、提高功率效率，以及由于没有底部填充而降低寄生效应和热阻。然而，这种技术制造复杂，成本较高。
2.5D与3D封装技术包含各种封装技术，2.5D封装中，根据中介层材料的选择，可分为硅基、有机基、玻璃基中介层，如上图所示。而3D封装中，微凸块技术的发展，目的在于缩小间距尺寸，但如今通过采用混合键合技术（一种直接连接Cu-Cu的方法），已可实现个位数间距尺寸，这标志着该领域取得了重大进展。
