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对于数据密集型应用（如图片、机器学习和搜索）而言，这种阻碍可能是最大的问题。
更麻烦的是，封装芯片难以冷却。
事实上，几十年来，散热一直是计算机系统的一个限制因素。
既然封装很成问题，那么为什么不干脆去掉它呢？
这都是因为印刷电路板。
印刷电路板的目的当然是将芯片、无源元件和其他设备与运行的系统连接，但它不是一种理想的技术。
印刷电路板很难做到非常平整，而且容易弯曲。
芯片封装通常会通过一组焊接凸点与印刷电路板连接，焊接凸点会在生产过程中熔化和重新凝固。
焊接技术的限制加上表面容易弯曲的问题，意味着这些焊接凸点之间的距离不小于0.5毫米。
也就是说，每平方厘米芯片区域的连接数只能在400个以内。
这对很多应用来说都太少了，无法将电力输送到芯片从而输入和输出信号。
例如，英特尔Atom处理器的裸片占用的空间只能容纳100个0.5毫米的连接，远远低于所需的300个连接。
设计人员使用了芯片封装来解决每单位面积连接数的数学难题。
封装会把硅片上小小的输入/输出连接（1微米至50微米宽）散布在500微米量级的印刷电路板上。
最近，半导体行业尝试通过开发高级封装（如硅中介技术）来限制印刷电路板的问题。
中介层是一层薄硅层，上面安装了少量的裸硅芯片，连接这些裸硅芯片的连接数量比两个封装芯片之间的连接数更多。
不过，中介层及其芯片还是必须被封装并安装在印刷电路板上，因此这种安排不仅提高了复杂性，还没能解决其他任何问题。
此外，中介层很薄、易损，而且大小有限，这意味着很难在它上面搭建大型的系统。
我们认为，更好的解决方法是同时抛弃封装和印刷电路板，而将芯片粘合到一个相对较厚（500微米至1毫米）的硅片上。
处理器、记忆模块、模拟和射频芯片粒子、稳压器模块甚至是电感器和电容器之类的无源元件都可以直接粘合到硅片上。
相比常规的印刷电路板材料（名为FR-4的玻璃纤维环氧树脂复合材料）而言，硅片更坚硬，可以被打磨得近乎完全平整，因此不再会出现弯曲的问题。
另外，芯片和硅衬底加热和冷却时的膨胀收缩率一样，因此不再需要大块的柔性连接（例如芯片和衬底之间的焊接凸点）。
构建在硅衬底上的微米级别的铜柱可以替代焊接凸点。
使用热压缩（基本上可以精确应用热和力），芯片的铜输入/输出端口可以直接被粘合到铜柱上。
对热压缩粘合进行更细的优化，就可以产生比焊接粘结更可靠的铜粘结，使用的材料也更少。
如果弃用印刷电路板，摆脱其局限性，那么芯片输入/输出端口之间的间隔就可以从500微米缩小到10微米，因此，我们可以在硅片上封装多达原来2 500倍的输入/输出端口，而无须使用封装件来改变间距。
使用硅互连结构还有一个更大的好处：
我们可以利用标准半导体制造工艺在硅互连结构上布置多层走线。
这些走线会比印刷电路板上的走线精细得多，其间距可小至2微米以下，而印刷电路板的线路间距达500微米。
这项技术甚至可以将芯片间距降至100微米以下，相比之下，使用印刷电路板的芯片间距为1毫米或更大。
如此一来，使用硅互连结构系统就可以节省更多的空间和电力，加快信号传输速度。
此外，不同于印刷电路板和芯片封装材料，硅是一种相当不错的导热体。
可以把散热片安装在硅互连结构的两侧，以吸收更多的热量。
据我们估算，吸收的热量可增加70%；
散热效果更好可以使处理器运行得更快。
虽然硅有着很好的抗拉强度和硬度，但它比较易碎。
幸运的是，在过去的几十年里，半导体行业已开发出在不损坏硅片的前提下处理大型硅片的方法。
如果适当地固定和处理基于硅互连结构的系统，我们预计此类系统能够满足或超过大多数可靠性测试的要求，包括抗冲击、热循环和环境应力测试。
晶体硅的材料成本高于FR-4，这一事实无法回避。
影响成本的因素有很多，8层印刷电路板每平方毫米的成本大约只有4层硅互连结构晶片的1/10。
不过，我们的分析表明，如果去掉封装和复杂电路板结构的成本，并考虑硅互连结构节省空间的优势，这种成本差异可以忽略不计，而且在许多情况下，硅互连结构的优势更明显。
