3D集成技术

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HBM,新大战
半导体行业观察· 2025-07-11 08:58
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]
台积电,赢麻了
半导体行业观察· 2025-04-22 08:49
核心观点 - 2024年AI芯片需求爆发推动半导体行业结构性转型,台积电凭借技术领先、产能扩张和全球战略布局巩固行业领导地位 [2] - 公司全年营收达900亿美元(+30%),净利365亿美元(+35.9%),毛利率56.1%创历史新高,7nm以下先进制程营收占比提升至69% [3] - 技术研发投入占营收7.1%,在2nm及更先进节点取得突破,同时通过3D封装技术延伸摩尔定律极限 [12][13] - 全球产能布局形成"台湾中心+多点扩张"模式,美国N4厂/日本特殊制程厂相继投产,德国车用芯片厂启动建设 [11] 财务与市场表现 - 2024年合并营收900亿美元(同比+30%),税后净利365亿美元(同比+35.9%),毛利率56.1%和营业利益率45.7%均创新高 [3] - IDM 2.0市场份额从28%提升至34%,晶圆出货量达1,290万片12英寸当量(同比+7.5%) [3] - 北美市场贡献70%营收,高效能运算产品占比51%成为最大收入来源,智能手机占35% [3] - 7nm及以下先进制程营收占比从58%提升至69%,3nm制程单独贡献18%晶圆销售额 [3][7] 技术平台布局 逻辑制程 - 3nm平台形成N3E/N3P/N3X产品矩阵,N3X专为AI/服务器设计预计2025年量产 [7] - 4nm节点推出N4C精简版提升晶体管密度,5nm强化版(N5P)持续服务智能终端市场 [7] - 低功耗平台N6e/N12e优化物联网设备能效,22ULL技术支撑蓝牙/Wi-Fi芯片制造 [7] 特殊制程 - 车用领域推出N3A平台(基于N3E)和N5A车规制程,射频技术N4C RF支持5G毫米波需求 [8] - 嵌入式存储器N12e RRAM平衡成本与可靠性,COUPE光子堆叠平台实现三维光互连 [8] - 拓展GaN功率器件、OLED驱动等新兴技术,覆盖AR/VR和智能电源应用 [9] 全球制造能力 - 台湾四座GIGAFAB年产能达1,274万片12英寸晶圆,覆盖0.13μm至3nm全节点 [11] - 美国亚利桑那N4厂良率对标台湾基地,日本熊本特殊制程厂实现优异良率 [11] - 德国德勒斯登车用芯片厂启动建设,智能制造系统延伸至后段封装环节 [11] - SMP超级制造平台统一良率管控,AI/ML技术提升故障预测与制程调整效率 [11] 研发与前沿技术 - 2nm平台完成定义进入良率提升阶段,A16采用晶背供电+纳米片架构,A14兼顾HPC/移动需求 [12] - High NA EUV光刻技术取得突破,优化线宽均匀性至1nm以下节点 [12] - 3DFabric封装平台包含SoIC/CoWoS/InFO等技术,5nm芯片堆叠已量产,3nm方案2025年投产 [13] - 探索碳纳米管晶体管(CNFET)和二维材料MoS₂通道器件,展示p型SnO和n型IWO氧化物晶体管 [16] 战略定位 - 坚持纯代工模式,五大技术平台覆盖HPC/智能手机/物联网/车用/消费电子全领域 [3][4] - 通过开放创新平台和TSMC大同盟强化生态合作,不涉足自有品牌芯片 [14] - 研发投入聚焦逻辑微缩、材料创新和系统集成三大方向,布局5-10年技术储备 [16]
国际低温键合3D集成技术研讨会首次登录中国
半导体芯闻· 2025-04-21 18:20
半导体键合技术研讨会 - 2025中国国际低温键合3D集成技术研讨会(LTB-3D 2025)将首次在中国举办,聚焦低温键合、异质集成、先进封装等核心技术,为半导体产业提供国际交流平台 [1][3] - 会议由青禾晶元联合日本先进微系统集成研究所(IMSI)等机构主办,获得中国科学院微电子所、西安电子科技大学等权威机构支持 [5][8] - 会议将探讨表面活化键合(SAB)和原子扩散键合(ADB)等低温键合技术,这些技术已应用于半导体器件、光子系统和功率电子系统的量产 [5] 青禾晶元公司 - 公司是中国半导体键合集成技术领域的高新技术企业,核心业务包括高端键合装备研发制造与精密键合工艺代工 [10] - 技术应用于先进封装、半导体器件制造、晶圆级异质材料集成及MEMS传感器等领域,形成"装备制造+工艺服务"双轮驱动模式 [10] - 已开发四大自主知识产权产品矩阵:超高真空常温键合系统、混合键合设备、热压键合装备及配套工艺服务 [10] 会议详情 - 会议时间定于2025年8月3日-4日,地点为中国天津 [3][7] - 注册费用分为常规、会员和学生三类,早期注册可享受优惠,例如常规早鸟注册费为3000元人民币,后期注册费为3300元人民币 [7] - 摘要提交截止日期为2025年5月6日,最终稿件提交截止日期为6月30日 [7]
国际低温键合3D集成技术研讨会首次登录中国
半导体芯闻· 2025-04-21 18:20
半导体键合技术研讨会 - 2025中国国际低温键合3D集成技术研讨会(LTB-3D 2025)将首次在中国举办,聚焦低温键合、异质集成、先进封装等核心技术,推动半导体产业技术革新与产业链协作 [1][3][5] - 会议由青禾晶元联合日本先进微系统集成研究所(IMSI)、中国科学院微电子研究所等国际权威机构共同主办,汇聚全球专家与行业巨头 [1][5][6] - 重点研讨表面活化键合(SAB)和原子扩散键合(ADB)等前沿技术,通过材料异质集成实现半导体器件、光子系统及电力电子系统的3D集成创新 [5][8] 会议关键信息 - 时间地点:2025年8月3日-4日于中国天津海河悦榕庄酒店 [3][6][9] - 注册费用:普通参会者提前注册为3000元人民币/60000日元/420美元,学生统一为2000元人民币/20000日元/300美元 [6][9] - 投稿与注册截止:摘要投稿截止2025年5月6日,最终稿件确认截止6月30日 [6][9] 青禾晶元技术布局 - 公司定位为半导体键合集成技术高新技术企业,核心业务包括高端键合装备研发制造与精密键合工艺代工 [12] - 已开发四大自主知识产权产品:超高真空常温键合系统、混合键合设备、热压键合装备及配套工艺服务,覆盖先进封装、MEMS传感器等领域 [12] - 商业模式采用“装备制造+工艺服务”双轮驱动,提供全产业链解决方案 [12] 行业技术趋势 - 低温键合3D集成技术将推动半导体器件批量生产的颠覆性创新,潜在应用覆盖光子、电力电子等多个制造领域 [5][8] - 技术研讨会目标为促进国际半导体技术合作,支持中国集成电路产业及新质生产力发展 [5][8]