TSV為直通矽晶穿孔(Through-Silicon Via)封裝技術， 是一種能讓3D封裝遵循摩爾定律(Moore's Law)演進的互連技術，其設計概念是來自於印刷電路板(PCB)多層化的設計，TSV可像三明治一樣堆疊數片晶片，是一種可以電力互相連接的三次元堆疊封裝(Stack Package)，TSV使2D平面晶片配置技術演進至3D堆疊技術，並且已經開始在生產線上運作。
TSV 立體堆疊技術，包含晶圓的薄化、鑽孔、以導電材質填孔、晶圓連接等，將所有晶片結合為一。
TSV 的晶片堆疊並非打線接合(Wire Bonding)的方式，而是在晶片鑽出小洞，從底部填充入金屬，作法是在每一個矽晶圓上以蝕刻或雷射方式鑽孔（via），使其能通過每一層晶片，再以導電材料如銅、多晶矽、鎢等物質填滿，而形成一通道道(即內部接合線路)來做連接的功能，最後則將晶圓或晶粒薄化再加以堆疊、結合(Bonding)，作為晶片間傳輸電訊號用之堆疊技術。
TSV技術讓連接線也可在晶片中間，並不侷限於晶片周圍，使得內部連接路徑更短，相對使晶片間的傳輸速度更快、雜訊小、效能更佳，同時可達到高密度構裝，並可應用於異質晶片堆疊，如類比及數位、矽基及三五族、記憶體與射頻等。
TSV的立體互連技術比打線接合具有更短的互連路徑、更低的電阻與電感，以及更有效率地傳遞訊號與電力，還擁有不限制裸晶堆疊數量等優勢，CMOS Sensor、記憶體已在採用TSV 技術，未來基頻、射頻、處理器等應用趨勢愈來愈明顯。
TSV 製程包括了先鑽孔(Via-first)及後鑽孔(Via-last)，後鑽孔的挑戰性較低應該先被應用於市場上，其構造較大也較容易製成，對於市面上SiP(System in a Package)或其他應用有較高度的連結性，因此是封裝業較為熱門的研發領域。
而先鑽孔製程中，通道完成於任何半導體製程前，因此更有技術上的挑戰，其製程構造也是更多方面的，如通道形成技術困難，不管從蝕刻鑽孔、加入適當絕體，以及植入及電鍍金屬物質等。但先鑽孔具備高傳輸（I/O），使許多業者對先鑽孔有高度的期望。
TSV製程種類:
1.Via-first 製程：在晶圓製作的一開始，未進入NMOS/PMOS等元件製造之前，先進行TSV製程，待完成後，然後再進行CMOS製程。
2.Via-Middle製程：在NMOS與PMOS等元件的製程完成後，再進行TSV 製程。比起Via-last製程，Via-middle 技術可以製作更小孔徑的TSV，提供密度非常高的垂直連線，大幅增加兩層間的資料傳輸頻寬，因此對於需要在各核心間傳輸大量資料的系統上，此技術是最佳的解決方案。
3.Via-last製程：主要是以Laser或DRIE在已完成之晶圓上進行TSV製程，此製程可以在出晶圓廠後進行，因此許多封裝廠都投入，進行Via-last製程的研發。Via-last的缺點是TSV孔徑較大，使得TSV密度無法提高，但是對於不需要大量TSV傳輸資料，也不需要重新設計的CIS與記憶體晶片，Via-last是把現存晶片從2D封裝轉換成3D IC的最佳方式。Via-last製程又可以分成兩種，一是從晶圓前面挖洞，另一種則是從晶圓背面挖洞。
4.After Bonding：在兩片Face-to-Face晶片完成接合之後，再進行TSV製程。
