A chipgyártók egyre több alkatrészt zsúfolnak össze egységnyi területen, lapkáik azonban máig kétdimenziós kialakításúak. Bár jó ideje több tranzisztorréteget alkalmaznak, az egyes funkcionális egységek egymás mellett helyezkednek el egy szilíciumlapkán belül is, például egy processzor végrehajtó egységei és gyorsítótárai esetében.
A Moore-törvény értelmében minden másfél-két évben megduplázódik az adott területre integrált tranzisztorok száma, s ezt az iramot eddig tartották is a processzorgyártók, azonban a struktúraméretek csökkentése előbb-utóbb fizikai korlátokba ütközik, és valami más megoldást kell kitalálni. Egyéb laborok mellett az IBM kutatói is több mint egy évtizede keresik annak lehetőségét, hogy egész chipeket rétegezzenek egymásra, így az eltérő funkciójú egységeket nem egymás mellé kellene elhelyezni, viszonylag hosszú vezetékekkel összekötve, hanem egymásra építve nagyon rövid, ennek megfelelően sokkal gyorsabb adatutakat használhatnának. A megoldás nem pusztán annak a kialakításnak a tökéletesítése, amit jelenleg kétdimenziós formájában ismerünk, hiszen az új rétegekkel olyan funkciók is bekerülhetnének egy chipbe, amelyek eddig külön lapkán, külön tokozásban foglaltak helyet, mint például a memória (egy része) vagy az I/O-vezérlők stb.
Az IBM friss bejelentése szerint sikerült olyan vékony szilíciumszeleteket létrehozni, melyek immár egymásra rétegezhetők. Ehhez az szilíciumot átlyukasztják, majd a lyukat fémmel kitöltve hozzák létre az átkötést és a felszíni érintkezőfelületeket. A „through-silicon vias” kifejezés nyomán röviden TSV-nek nevezett technológiának köszönhetően az információnak bizonyos esetekben csupán ezredannyi utat kell megtennie, mint korábban, miközben akár százszor annyi adatcsatorna is kialakítható, mint a kétdimenziós felépítésnél.
Az IBM már dolgozik a TSV chipek előállításán, a partnerek számára szállítható mintákkal 2007 második felében jelentkezik, a sorozatgyártást pedig 2008-ban tervezi beindítani. A technológia első alkalmazási területét a vezeték nélküli kommunikációs lapkák jelentik, melyeknél a kompakt felépítés akár 40 százalékkal kisebb fogyasztást és ennek megfelelően hosszabb akkumulátoros üzemidőt eredményez. Az eljárás nem csupán több chip egymásra rétegzését teszi lehetővé, ennek példája, hogy az IBM a többmagos Power chipek tápellátását is ezzel kívánja javítani; a szilícium átlyukasztásával ugyanis minden mag saját betáplálást kaphat, és ez a sebesség növelése mellett is mintegy 20 százalékos energiamegtakarítást eredményezhet.
A legösszetettebb felhasználást a Blue Gene szuperszámítógépek processzoraiban tervezik, ahol processzor-processzor vagy processzor-memória rétegeket hoznának létre. A háromdimenziós kialakítású SRAM prototípusok előállításán jelenleg is dolgoznak 300 mm-es szilíciumszeletek és 65 nm-es csíkszélességű technológia alkalmazásával.
