似乎已经对制造越来越小的电路和组件进行了很多研究，但在某个时刻，我们将设计出实际上只有几个原子宽的组件和电路板。
为什么公司投入如此多的资金来制造一个 10 平方英寸的 4 层电路板，但仍然只有一个平坦的 4 层，但可能是 8 平方英寸，而不是仅仅制造一个只有 5 平方英寸的 8 层电路板？（8 层还是可以的，而且已经完成了，但是为什么不占用 100 层或更多层呢？）
同样的原则也适用于 IC 设计吗？IC 通常只有几层并散布成薄片，还是通常更垂直地构建？
*编辑：所以从评论中对我来说显而易见的一件事是，在电路板设计中，您只能将组件真正放置在外部 2 层上。除了编织之外，这将使内层变得不必要。在 IC 设计中呢，比如英特尔处理器？外两层是否还有特殊组件，或者处理器比电路板更 3D？
让我们来看看这款 iPhone PCB。
请注意，没有任何痕迹，只有在两侧的任何地方都塞满了设备的焊盘。
这是 HDI（高密度互连）。
这非常整洁。基本上，您需要支付额外费用才能在一侧或两侧蚀刻出非常微小的特征的 1-2 层外层。无论如何，主要是电源和接地层的内层使用常规的廉价工艺进行蚀刻。
微小的微孔被激光钻入焊盘，以将表面连接到下一个高密度层。还有盲孔和埋孔。
简化事情......标准PCB的主要问题是通孔。它们遍历整个电路板并占用所有层的空间。您可以根据需要添加图层，但它们仍然会充满漏洞！而且它变得昂贵。您不能将通孔缩小到钻头尺寸以下，而且钻头必须足够坚固才能真正......你知道，在不破坏的情况下钻整个电路板......所以它不能太小。此外，一切都必须正确对齐和注册。精密的东西并不便宜。
然而，微孔只穿过一两层非常薄的层，因此可以用激光钻孔，而且孔可以小得多。这些以及盲孔/埋孔可以释放其他层上的空间，并允许布线更多的走线，并在两侧放置组件。
每一层都可以使用这些技术做更多的事情。
我不知道你在看哪些板，但在经济上肯定会使用高层数。你最近看过PC或手机的主板吗？我经常研究具有 6 到 12 层 PCB 的紧凑型专用产品。特别是，高引脚数 BGA 封装需要一定数量的层才能与内部球建立连接（也称为“扇出”）。
但是你的部分问题没有意义。你一般不能用 8 层的 5 平方英寸的板替换 10 平方英寸的 4 层板——它不是那样工作的。请记住，元件只能安装在外两层，这对 PCB 的面积提出了下限。这些组件和内层布线之间的连接需要占用外层区域的通孔。盲孔和埋孔可以在一定程度上减少布线所需的面积，但它们也增加了额外的处理步骤和电路板成本。
在许多情况下，电路板的尺寸较少受组件数量的影响，而更多地取决于外部连接器的放置等，这从封装（和用户体验）的角度来看是最有意义的。例如，使用从盒子的前部一直延伸到后部的单个“超大”PCB 可能是有意义的，如果它消除了制作两个单独的组件并在它们之间布线的费用的话。然后，设计师就有了将组件分散一点并使用更少层的“奢侈”。使用这种方法，最终的 BOM 成本通常最低。
回复您关于 IC 设计的编辑：实际上，IC 只有一层有源元件，这比 2 面 PCB 的限制还要多。然而，有源层的最小特征尺寸通常比上面的金属布线层小得多，因此具有多个布线层有相当大的好处。
限制因素变成了这样一个事实，即从任何布线层到有源层的通孔必须穿过所有较低的布线层，从而限制了在这些较低层上实际可以完成多少布线。因此，最低层往往只用于“最本地”的连接，而较高层则用于更深远的连接和全局连接，例如电源和时钟信号。
作为印刷电路板设计师，我可以说这完全取决于成本。我设计了多达 56 层的电路板，但这是一个非常具体的案例，因为成本不像性能那么重要。另一个限制是电路板厚度。用的层压板只能这么薄，当你把所有的层加到14-16层以上时，板厚开始超过1.6mm的标准，而我设计的那块56层板的厚度超过了5毫米。如果您要使用通孔组件，您会遇到这样一个问题，即这些部件的引脚长度设计为适合厚度不超过 2 毫米的电路板，如果超过此值，您将没有足够的引脚来焊接，因此失败通过IPC组装质量标准。
在 IC 设计方面，层概念略有不同，因为制造主要通过沉积进行，但与 PCB 相同，每一层都会增加制造时间，从而增加成本。
我们的确是。如果不是更厚，PCB 的厚度会达到 16 层。
IC 是一层晶体管，然后是顶部的 16-32 层导线。
2.5-d IC 是这些在彼此顶部的堆叠，在硅晶片之间具有互连。
3-d IC 实际上会有多层晶体管，但我不确定有多少制造商这样做。
试图将层数保持在最低限度的主要原因仅仅是成本。当你制造很多东西时，每一分钱都是成本。更多层 = 更多时间和更多成本。当你需要这些层时，你需要它们，如果你有果岭，它们就在那里。