（文章来源：每日经济新闻） 集成电路ETF（159546）跟踪的是集成电路指数（932087），该指数从市场中选取涉及半导体设计、晶 圆制造、封装测试以及相关材料设备等业务的上市公司证券作为指数样本，以全面反映中国集成电路产 业链核心企业的整体表现。该指数具有突出的技术引领性和产业成长性特征，能够有效表征集成电路行 业的发展态势。 国泰海通指出，半导体产业链正加速向封装技术领域倾斜，先进封装与键合技术成为突破"卡脖子"环节 的关键突破口，被视为产业下一阶段增长引擎。混合键合、无助焊剂键合等技术成熟推动3D封装、异 构集成向高密度、高可靠性方向突破，纳米银烧结等新型材料加速落地解决传统键合材料热膨胀系数匹 配难题。5G、AI、汽车电子等领域对芯片散热效率、信号传输速度提出更高要求，在摩尔定律趋缓背 景下，先进封装成为提升算力性价比的重要路径。国内企业正从中低端市场切入HBM、功率半导体等 高端赛道，但关键设备与材料仍依赖ASM Pacific等国际厂商。预计到2027年全球先进封装市场规模将 达650亿美元，混合键合技术增速最快，2026年先进封装有望超越传统封装成为主流技术。 ...

HBM制造的核心挑战 - 高带宽内存是人工智能的关键推动因素，但也是最难制造的模块之一，制造商需应对多层芯片堆叠、芯片翘曲以及产品生命周期从两年缩短至一年等挑战[2] - 最严峻的挑战来自于硅通孔和微凸点尺寸及间距的不断缩小，良率取决于每一代缺陷的快速检出，随着数千个互连线必须完美加工，缺陷数量激增，将检测工具推向极限[2] - HBM利用更多数据路径实现高带宽，其凸点间距远小于传统球栅阵列，HBM3E凸点间距为30至20微米，HBM4可能缩小到10微米[2] 芯片堆叠与晶圆减薄技术 - 为在单片晶圆高度内堆叠16个芯片，每片晶圆背面必须大幅减薄至20微米，生产过程采用背面检测技术以确保300毫米晶圆的平整度[4] - 随着晶圆厚度减薄，翘曲问题日益严重，HBM公司开始考虑晶圆间键合，因为减薄后晶圆级处理比芯片级处理更容易[4] - 三大HBM芯片制造商SK海力士、三星和美光正在评估向混合键合技术的必然转变，混合-混合键合是实现过渡的一种可能方式[4] 微凸点制造与缺陷挑战 - 凸点高度不一致（共面性差）是影响良率、可靠性和性能的负面因素，可能导致机械应力、互连疲劳或热循环失效[4] - 制造过程中未被检测到的潜在缺陷会导致接触不良，降低信号完整性、供电能力和可靠性，错位会导致倒装芯片键合过程中出现开路和短路[4] - 微凸点在构建HBM结构中起关键作用，既是芯片间互连，也是芯片与中介层或基板间的互连，需要高度均匀、对准正确且无缺陷[8] 检测技术与方法演进 - 集成电路制造商通常专注于在电镀步骤之后、回流焊步骤之前识别问题，共焦激光检测因能克服粗糙金属表面反射的测量噪声而优于白光检测[5] - 采用多台不同角度相机构建3D凸点图像，共面性对堆叠工艺至关重要，必须严格控制平面度[7] - 芯片制造商正优化3D检测方法，自动光学检测可提供凸点高度和共面性数据，X射线检测工具适合测量隐藏的凸点特征，声学检测工具用于识别金属互连中的空洞[9] 键合工艺与良率管理 - 三星和美光采用非导电薄膜热压键合来键合微凸点，而SK海力士采用回流焊注塑成型底部填充方法，大规模回流焊是最成熟且成本最低的方式[9] - 热压焊和反向激光辅助键合是对传统大规模回流焊的改进，能更好地控制翘曲，但热压焊的可扩展性可能不如大规模回流焊工艺[9] - 在可接受的时间内表征和消除缺陷需要结合人类专业知识和人工智能数据处理，混合键合互连密度提高导致误差容限降低，检测铜-铜焊盘界面处的颗粒或微孔隙成为挑战[10] 技术过渡与未来方向 - 从铜柱凸点制造到混合键合的过渡取决于凸点尺寸缩小带来的限制以及前端晶圆键合的易实现性，具备前端制造能力的存储器制造商实施晶圆键合的难度较小[11] - 微凸点技术的成本低于混合键合，但前提是当凸点尺寸缩小到20微米以下时良率能够保持稳定，10微米以下时面临电镀均匀性和焊料回流焊性能不稳定等限制[10] - 向HBM4过渡的挑战包括将铜微凸点缩小到10微米、决定从微凸点迁移到混合键合的时机与方法，以及选择最佳方法分析来自自动化检测的大量数据流[13] 缺陷分析与优化措施 - 微凸点存在多种缺陷，包括焊盘错位、焊料颈缩、焊头凹陷和局部裂纹，最大挑战是在合理时间内分析数千张图像以检测和控制数千个微凸点[13] - 焊料挤出缺陷是由于焊膏用量过多、回流焊温度曲线不当或阻焊层覆盖不足造成的，优化措施包括优化焊膏用量控制、调整回流焊温度曲线和确保阻焊层覆盖良好[14] - 焊盘错位缺陷是由于芯片贴装对准不当、PCB翘曲或钢网设计误差造成，应采用高精度贴装技术、确保PCB平整度并使用精确的钢网对准来保证焊料沉积一致性[14]

诉讼事件概述 - Adeia公司向美国德克萨斯州西区地方法院提起两起专利侵权诉讼，指控AMD芯片侵犯其专利 [2] - 诉讼涉及十项专利，其中七项涵盖混合键合技术，三项与先进逻辑和存储器制造工艺节点相关 [2] - 诉讼于11月3日宣布，是在双方多年授权谈判失败后提起的，AMD尚未对此置评 [2] 涉诉技术与产品 - 被指控侵权的混合键合技术是AMD 3D V-Cache设计的核心，该技术赋予Ryzen X3D处理器卓越的游戏性能和服务器级缓存密度 [2] - 该技术摒弃传统焊球连接，将铜和介电层直接熔合在芯片之间，形成微米级间距的连接，使每个Zen计算芯片能堆叠64MB的SRAM [2] - 该技术采用了台积电的SoIC工艺系列，能够实现超高密度3D集成 [2] 诉讼方背景与主张 - Adeia公司从Xperi分拆出来，声称拥有大量键合和互连知识产权，其DBI和ZiBond技术已授权给存储器、CMOS图像传感器和3D NAND等领域的主要厂商 [3] - Adeia声称AMD产品"广泛应用"了其专利概念，并断言其专利技术对AMD的成功"做出了巨大贡献" [3] 行业影响与潜在后果 - 混合键合技术可能成为下一阶段芯片微缩的基础，性能提升重点将从晶体管密度转移到垂直集成 [3] - AMD路线图高度依赖堆叠式设计，用于Ryzen处理器、EPYC处理器及未来将计算、内存和I/O分层集成的加速器 [3] - 案件可能决定在堆叠式设计中，知识产权持有者与代工厂之间的权益划分 [3] - AMD及其代工厂合作伙伴预计会通过专利审判和上诉委员会的双方审查程序对专利提出质疑 [4] - 如果专利得到支持，案件可能为专有键合方法和代工厂特定实施方案之间划定新界限，影响未来所有混合键合处理器的许可估值方式 [4] 案件预期走向 - 鉴于eBay诉MercExchange案后的判例，此类专利案件的禁令很少获得批准，预计AMD产品近期不会受影响 [3] - 更紧迫的问题是Adeia的诉讼请求能否经受住早期程序考验，这些考验往往在审判前就决定案件结果 [3] - 尽管达成和解仍是最可能结果，但裁决将影响未来许可交易的估值方式 [4]

文章核心观点 - HBM芯片是AI计算的标配，其技术发展正从主流的热压键合转向更具革命性的混合键合技术 [2] - 混合键合技术通过铜-铜直接键合实现更紧密的芯片互联，相比TCB技术，其互连密度提高15倍，速度提升11.9倍，带宽密度可实现191倍，能效性能提升超过100倍，且每互连成本低10倍 [9][10] - 尽管混合键合设备目前面临量产挑战和高成本问题，但其被视为HBM技术发展的必然方向，设备厂商竞争激烈，市场规模预计将持续增长 [12][29] 技术演进路径 - 芯片键合技术路径为：标准倒装芯片 → 助焊剂型TCB → 无助焊剂TCB → 铜-铜直接键合→混合键合，混合键合是技术路线的最终目标 [6] - 当HBM芯片堆叠层数超过16层时，传统的TCB凸点结构会显著影响良率并限制互联密度，混合键合技术可解决此瓶颈 [2] - Yole预测到2030年混合键合设备市场将增长至3.97亿美元 [6] 混合键合技术优势 - 相比TCB技术，混合键合能将HBM堆栈温度降低20% [9] - 混合键合技术无需凸点，直接在DRAM芯片之间进行铜-铜直接键合，从而实现更紧密的芯片互联 [2] - Besi数据显示混合键合每互连成本比TCB低10倍，尽管需要更高的基础设施投入 [9][10] 市场前景与预测 - Besi预测到2030年混合键合设备的累计装机量将在960至2000台之间，比2024年预测高出7% [12] - 到2029年，HBM4/5预计将占据高达68%的市场份额，成为主导技术 [15] - Besi预计到2030年混合键合市场规模将达到12亿欧元 [29] 主要设备厂商竞争格局 - 荷兰Besi在混合键合市场地位稳固，2025年上半年其混合键合业务营收较2024年上半年翻了一倍多，并与应用材料结盟共同开发集成式混合键合系统 [21] - 韩国韩美半导体在HBM3E的12层生产用TC键合机市场占据超过90%份额，已投资1000亿韩元建设混合键合机工厂，目标2027年底商业化 [23][24] - 韩国韩华半导体已完成第二代混合键合机开发，直接挑战韩美半导体，今年赢得了SK海力士价值约805亿韩元的TC键合机订单 [25] - LG电子通过国家项目进军混合键合设备市场，目标2028年完成概念验证，2030年实现全面商业化 [25] - 中国公司拓荆科技和青禾晶元也在混合键合设备领域有所布局，青禾晶元推出了全球首台C2W&W2W双模式混合键合设备 [29] 应用驱动场景 - 低情景驱动因素为逻辑芯片应用，包括AMD、英特尔和博通开发的AI ASIC、高端PC/笔记本电脑CPU的SoIC等 [15] - 中情景驱动因素为内存和共同封装光学应用，所有领先厂商都在评估混合键合与TCB用于HBM4，混合键合的HBM5堆栈预计将在2026年出现 [15] - 高情景驱动因素包括智能眼镜、微显示器、传感器和智能手机等新兴应用 [19] - 英伟达推出的CPO技术网络交换机产品采用了台积电的COUPE技术，该技术使用混合键合来组装3D光子学小芯片 [16]

全球DRAM市场竞争格局 - SK海力士连续两个季度位居全球DRAM市场榜首 第二季度市场份额达39.5% 较第一季度36.9%提升2.6个百分点 [2] - 三星电子DRAM市场份额从第一季度34.4%下滑至第二季度33.3% 与SK海力士差距扩大至6.2个百分点 [2] - SK海力士第二季度DRAM营收达122.26亿美元 较三星电子的103亿美元高出19.26亿美元 为1992年以来首次有厂商超越三星 [2] HBM技术竞争态势 - SK海力士在HBM4质量测试阶段领先 计划本月向NVIDIA提交12层样品 预计9月完成2025年上半年供应合同 [3][4] - 三星电子HBM4测试进度落后约两个月 面临供应量和价格谈判能力削弱的风险 [3][4] - 三星电子采用4纳米工艺制造HBM4逻辑芯片 宣称解决发热和良率问题 性能优于采用台积电12纳米工艺的SK海力士和采用12纳米级DRAM工艺的美光 [5] HBM定制化趋势 - 微软、英伟达、博通等科技巨头要求定制HBM SK海力士已与三家达成定制供应协议并开始设计 [5] - 美光科技确认行业向定制化HBM发展 计划布局个性化产品 [6] - SK海力士宣布从HBM4E开始转向定制化 与台积电合作采用先进逻辑工艺 首批产品预计2025年下半年问世 [6] DDR4市场意外回暖 - 三大原厂计划2025年底停产DDR4导致供应短缺 DDR4 16Gb 3200现货价格达16美元 是DDR5价格的2.6倍 [7] - 三星和SK海力士将DDR4生产期限延长至2026年 因完全折旧生产线使DDR4利润率高于DDR5 [8] - 南亚科技等较小厂商同步延长DDR4生产 旧款芯片价格飙升至下一代产品水平 [8] 通用DRAM产能结构性紧张 - HBM生产占用晶圆产能 三星和SK海力士第三季度为HBM4样品投入每月1-2万片晶圆 导致通用DRAM产能下降 [10] - Omdia上调DRAM价格预测：服务器用64GB DDR5从255美元升至276美元 移动端8GB DDR5从18.7美元升至19.2美元 PC用16GB DDR5从44.7美元升至46.5美元 [11] - HBM低良率需增加晶圆投入 叠加设备投资集中于HBM 导致通用DRAM面临结构性供应制约 [10][11] 半导体设备技术升级 - SK海力士首次引进High NA EUV量产设备（ASML EXE:5200B） 分辨率比现有EUV提高40% 集成度提升2.9倍 [13][14] - 混合键合技术成为HBM竞争焦点 三星计划2025年用于HBM4 SK海力士拟用于HBM4E 性能可提升一倍以上 [14] - 应用材料收购Besi公司9%股份 韩系设备商（韩美半导体、韩华、LG电子）积极布局混合键合设备国产化 [15][16] 行业技术演进方向 - HBM技术向系统级整合发展 SK海力士将基础裸片代工交由台积电 标志DRAM厂商主导能力减弱 [18] - HBM制造需多方协同 涉及逻辑工艺、堆叠技术和封装技术的跨界整合 [18] - 技术迭代节奏加速 定制化HBM、混合键合和新型存储架构成为竞争核心 [18]

SK海力士HBM4技术进展 - SK海力士向英伟达供应的HBM4 12-Hi堆叠价格较HBM3E高出约70% [1] - HBM4技术变革包括增加IO计数提升带宽、新设计改进功效、基线采用逻辑处理 [1] - 公司计划通过优化定价策略将成本增加转嫁至HBM4，同时维持盈利水平并刺激AI市场需求 [1] HBM技术瓶颈与创新方向 - 当前凸点键合技术限制垂直间距至40μm以上，制约内存容量和带宽提升 [1] - 混合键合技术可实现10μm及以下节距，具有更高互连密度、更低能效和更快通信速度，将成为下一代HBM键合方案 [1] - 韩国KAIST研究显示HBM4将采用直冷式液冷(D2C)技术直接冷却芯片 [1] 产业链相关公司动态 - 雅克科技前驱体产品已供货台积电、SK海力士、中芯国际等头部厂商 [2] - 太极实业为SK海力士及其关联公司提供半导体后工序服务 [3]

LG电子混合键合设备开发 - LG电子下属生产技术研究所启动混合键合设备开发 目标2028年实现大规模量产 [1] - 混合键合为16+层堆叠HBM内存关键技术 采用无凸块铜-铜键合 缩小DRAM Die间距 实现更高层数堆叠且降低发热 [1] 黑龙江制造业创新中心奖补政策 - 省级奖补按科研设备购置投入30%发放 每年最高300万元 [2] - 国家级创新中心一次性奖励1000万元 加速研发成果产业化 [2] 星际荣耀火箭技术进展 - SQX-3运载火箭一子级甲烷贮箱完成低温静力试验 为自主设计生产 [3] 人形机器人运动科学实验室 - 北京人形机器人创新中心与李宁集团共建全国首个运动科学联合实验室 落地北京亦庄 [4] 松下美国电池工厂计划调整 - 因特斯拉销售低迷 松下推迟堪萨斯州40亿美元电池工厂全面运营 原计划2026财年末投产 [5] - 该工厂为松下在美国第二生产基地 继内华达州工厂后建设 [5]

核心观点 - AI时代下数据中心从"算力至上"转向"带宽驱动"，HBM成为支撑大模型计算的核心基础设施[1] - HBM已成为半导体巨头战略制高点，SK海力士/三星/美光均将其视为未来营收增长关键引擎[2] - 定制化HBM和混合键合技术是未来两大发展方向[4][12] 行业竞争格局 - SK海力士目前HBM市占率约50%（HBM3E达70%），领先三星（30%）和美光（20%）[6] - SK海力士已锁定英伟达/微软/博通等定制HBM客户，计划2025年下半年推出HBM4E定制产品[4][5] - 三星正与AMD/博通协商HBM4供应，美光则采取更保守策略与客户AI平台进度协同[6] 定制化HBM技术 - 定制HBM通过集成基础芯片功能至逻辑芯片，实现功耗/性能/面积优化，减少中介层延迟30%以上[7][9] - SK海力士将与台积电合作，在HBM4基础裸片采用先进逻辑工艺[5] - 定制HBM需构建完整生态系统（IP提供商/DRAM厂商/SoC设计方/ATE公司）[10] 混合键合技术 - 混合键合通过铜-铜直接连接实现DRAM堆叠，接触密度达10K-1M/mm²，能效提升1倍以上[12][17] - 三星计划2025年在HBM4采用该技术，SK海力士可能在HBM4E引入[17] - 应用材料收购Besi 9%股份布局混合键合设备市场，韩美/韩华半导体加速研发相关设备[18] HBM技术路线图 - HBM4（2026年）：带宽2TB/s，容量48GB，采用微凸点键合和液冷技术[20][21] - HBM6（2032年）：四塔架构实现8TB/s带宽，L3缓存使HBM访问减少73%[24] - HBM8（2038年）：全3D集成架构达64TB/s带宽，双面中介层设计支持多种扩展方案[26][29] 技术创新路径 - 3D集成从微凸点键合过渡到无凸点Cu-Cu直接键合，TSV技术支撑垂直堆叠[29] - 冷却技术从液冷（HBM4）演进至嵌入式冷却（HBM7/HBM8），散热效率提升5倍[30] - HBM6四塔架构使LLaMA3-70B推理吞吐量提升126%，HBM7使GEMM功耗降低30%[30]

半导体先进封装技术发展 - 混合键合技术是从焊料凸块转向铜-铜直接键合的先进互连工艺，通过无凸点键合实现纳米级精度互联，解决传统微凸点技术在高密度封装中的瓶颈问题 [2] - 2020年全球混合键合设备市场规模达3.2亿美元，预计2027年CoW(D2W)/WoW(W2W)市场规模将分别攀升至2.3亿/5.1亿美元，CAGR高达69%/16% [2] 中国半导体设备产业突破 - 艾科瑞思(ACCURACY)成为Yole报告中首个被收录的中国D2W设备供应商，拓荆科技(Piotech)的W2W设备亦被同步收录，标志中国企业在高端封装领域实现技术突破 [4] - 中国封装设备企业的技术突破为全球半导体封装产业链提供了多元化设备选项，推动行业技术竞争格局向更开放方向演进 [9] AI算力驱动混合键合渗透 - AI算力需求爆发推动混合键合在HBM、3D IC等高端封装场景渗透率提升，预计2028年混合键合在HBM市场渗透率将从2025年的1%跃升至36% [6] 国际巨头技术布局 - 三星计划2025年下半年量产采用长江存储W2W混合键合技术的V10 NAND闪存，实现420-430层堆叠 [8] - 美光加速推进HBM4量产计划，预计2026年推出采用混合键合技术的HBM4产品，2027-2028年量产带宽提高60%以上的HBM4E [8] - SK海力士计划2026年将混合键合技术引入HBM4生产流程，针对20层以上的HBM5明确采用该技术 [8] - 台积电N2节点支持12层HBM4集成，N2P节点互连密度达1000万/mm²；英特尔在CoW领域实现3μm间距突破 [8] - 应用材料收购混合键合D2W领头羊Besi 9%股份以强化合作 [8]

HBM技术概述 - HBM（高带宽内存）是一种通过垂直堆叠DRAM芯片并利用TSV技术连接的先进内存方案，其核心优势包括带宽达数TB/s（比DDR快20倍）、低功耗和高面积效率[1][5] - 在AI时代HBM至关重要，因Transformer模型的注意力机制使内存需求随序列长度呈二次方增长，推理阶段KV缓存消耗随token数量线性增加[4] - HBM技术迭代是AI芯片性能升级关键，例如NVIDIA GPU从H100到H200的HBM容量提升50%，Rubin到Rubin Ultra提升4倍[9] HBM市场格局 - SK海力士以超过60%市场份额主导HBM市场，其MR-MUF技术良率比竞争对手TC-NCF高20%，散热凸点数量达3倍[14][15] - 2024-2028年HBM行业CAGR预计达50%，NVIDIA消耗全球60%以上HBM份额，2025年将超70%[10][14] - HBM合约价格提前1年锁定，周期性弱于传统DRAM的短期定价模式[10] 技术演进路线 - HBM4将基底芯片转向FinFET逻辑工艺（如台积电3nm），支持2048位I/O（HBM3E两倍）和定制功能集成[23][26] - 混合键合技术可实现<10μm间距（当前微凸点40-55μm），使16-Hi堆叠高度降至775μm，但设备成本达300万美元（TCB仅100-200万）[34][36][38] - HBM5（20-Hi）预计2028年采用混合键合，与NVIDIA Rubin Ultra后GPU配套[38] 厂商竞争态势 - SK海力士持续10年投入HBM研发，2019年突破MR-MUF技术；三星同期解散HBM团队导致技术断层，当前4nm基底芯片良率不足90%[28][31][22] - 三星采用TC-NCF技术路线，前端1a nm工艺存在缺陷；SK海力士1b nm工艺成熟，美光外包台积电3nm基底芯片[20][25] - 设备供应链中韩国Hanmi主导TCB市场，Besi领跑混合键合机，中国厂商在计量/模塑设备环节参与[39][41] 中国HBM发展 - 长鑫存储2024年量产HBM2，计划2025年HBM3、2027年HBM3E，但技术落后国际龙头3-4年[44][47] - 中国HBM受限于设备禁令（如EUV光刻），长鑫存储1z nm DDR5裸片尺寸较大，1α nm开发面临挑战[45][46] - 混合键合成为中国厂商重点突破方向，2022年后相关专利申请量显著增加[48][49]