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混合键合(Hybrid Bonding)技术
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决战混合键合
半导体行业观察· 2025-08-04 09:23
混合键合技术概述 - 混合键合技术正从实验室走向大规模量产,成为存储芯片制造的新支柱,尤其在3D NAND和HBM领域面临更高堆叠层数与更紧密互连的挑战 [2] - 传统热压键合或微凸点互连方案在纳米间距、信号完整性、功耗控制及互连密度上逐渐面临瓶颈,混合键合通过原子级平整接触面消除尺寸限制与寄生效应,实现更短传输路径、更低功耗和更高速率 [3] - 行业领军厂商如美光、SK海力士和三星已在HBM4及下一代CUBE架构中布局混合键合技术,其战略地位日益凸显 [3] 三星的混合键合布局 - 三星计划从HBM4E(第七代)开始导入混合键合技术,目前正在向客户提供基于混合键合的16层HBM样品并进行评估测试 [5] - 三星通过混合键合技术将17个芯片安装在775微米尺寸内,并计划2025年生产HBM4样品(16层堆叠),2026年量产 [4][5] - 三星与长江存储签署专利许可协议,获得混合键合技术授权用于下一代NAND产品,计划在2025年下半年量产第10代V10 NAND(420-430层堆叠) [6][7] SK海力士的混合键合进展 - SK海力士计划从HBM4E代开始导入混合键合技术,目标实现20层堆叠DRAM芯片,并预计在厚度不超过775微米的情况下实现超过20层堆叠 [9][10] - 公司正在研发400层NAND闪存,目标2025年底量产,混合键合技术将用于实现这一突破 [10][11] - 当前HBM4(16层堆叠)采用MR-MUF技术,但从20层堆叠开始混合键合将变得"不可或缺" [10] 美光的混合键合策略 - 美光未明确公布混合键合在HBM和NAND上的量产时间,但已开始向客户交付HBM4样品(12层堆叠,36GB容量,2TB/s带宽) [13] - 公司HBM4内存带宽较HBM3E提升60%以上,能效提升20%,内置内存测试功能简化集成流程 [14] - 美光可能成为最晚采用混合键合技术的存储厂商之一,目前聚焦于优化现有技术 [14] 设备厂商的混合键合竞争 - Besi和应用材料是混合键合设备领域领先企业,Besi设备已用于HBM4与HBM4E试产项目,应用材料平台被台积电等用于3D IC和HBM堆叠 [15][16] - ASMPT计划在2024年第三季度向HBM客户出货第二代混合键合设备,强调亚微米对准精度和热-压协同工艺控制 [17] - 韩系设备厂商如韩美半导体、韩华半导体和SEMES积极布局混合键合设备,韩美设备已进入SK海力士验证线,SEMES设备服务于三星内部需求 [18][19][20] 其他厂商的混合键合动态 - LG电子着手研发混合键合机,目标2028年量产,并与Justem合作开发HBM混合键合堆叠设备 [21][22] - 佳能机械计划2026年后推出混合键合设备,整合光刻对准系统和等离子技术实现微米级对准精度 [23] - 混合键合技术被视为突破传统封装限制、实现更高性能集成的关键,行业对其需求迫切 [25]