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第三阶段是21世纪初开始的高密度封装时代。随着电子产品进一步向小型化和多功能化发展，依靠减小特征尺寸来不断提高集成度的方式因为特征尺寸越来越小而逐渐接近极限，以3D堆叠、TSV(硅穿孔)为代表的三维封装技术成为继续延续摩尔定律的选择。其中3D堆叠技术是把不同功能的芯片或结构，通过堆叠技术，使其在Z轴方向上形成立体集成和信号连通以及圆片级、芯片级、硅帽封装等封装和性技术为目标的三维立体堆叠加工技术，用于微系统集成。TSV是通过在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间制作垂直导通，实现芯片之间互连的新技术。与以往IC封装键合和使用凸点的叠加技术不同，三维封装技术能够使芯片在三维方向堆叠的密度较大，外形尺寸小，大大改善芯片速度和低功耗的性能。为了在允许的成本范围内跟上摩尔定律的步伐，在主流器件设计和生产过程中采用三维互联技术将会成为必然。
目前，全球集成电路封装技术的主流正处在第二阶段，3D叠装、TSV等三维封装技术还处于研发中，仅少数业内企业如三星、长电科技等在某些特殊领域实现少量应用
