摘要:随着AI计算快速发展,高带宽存储(HBM)已成标配。HBM的根本优势,在于将DRAM芯片垂直堆叠,缩短数据传输路径,提升带宽密度。当前的主流封装技术——热压键合(TCB),通过加热与加压将芯片之间的微小凸点(如锡球)连接起来,但这项技术已逐渐逼近物理极限。
先进封装的演进路径已确定,混合键合成为HBM的下一站;韩国本土设备厂商激战正酣,也让这场技术革命更添火药味。
随着AI计算快速发展,高带宽存储(HBM)已成标配。HBM的根本优势,在于将DRAM芯片垂直堆叠,缩短数据传输路径,提升带宽密度。当前的主流封装技术——热压键合(TCB),通过加热与加压将芯片之间的微小凸点(如锡球)连接起来,但这项技术已逐渐逼近物理极限。
尤其当堆叠层数超过16层后,TCB的良率、互联密度与信号完整性都开始掉链子,这与AI芯片对高带宽、低功耗的极致要求相悖。
这时候,混合键合(Hybrid Bonding)登场。
它不再依赖凸点,而是通过铜-铜直接键合实现芯片间的高密度互联,互连间距更小,信号传输更快,功耗也更低。根据Besi的数据,相比TCB,混合键合的互连密度提升15倍,能效提升100倍,堆栈温度降低20%,甚至每互连成本还下降了10倍。
也就是说,混合键合不仅更强,还更省钱——只要你扛得住前期的设备投资。
先进封装的演进从来都是“技术领先者+设备先行者”的组合拳,而在这场混合键合的升级战中,韩国厂商成了最早喊枪的那批人。
作为HBM键合设备的老牌玩家,韩美半导体早在2020年就推出了自研的混合键合设备。当前,其在HBM3E的12层TC键合市场占有率超90%,是SK海力士和美光的主要供应商。为了推进混合键合商业化,韩美正在仁川建设一座超过14,500平方米的专属工厂,预计2026年完工,2027年实现量产。
他们还与TES达成合作,整合在键合与薄膜沉积领域的技术优势,加速设备成熟。
韩华半导体是另一家老牌TCB设备供应商,也在加码混合键合。其第二代混合键合机已开发完成,并已向SK海力士供货TC设备。两家公司的竞争从热压延续至混合键合,可谓正面硬刚。
LG的入局略显“冷启动”,但背后却有韩国政府的国家项目撑腰。他们联合高校和园区开发混合键合机,目标是2030年实现商业化。虽然节奏保守,但LG的技术积累、系统整合能力不容小觑,尤其是其在“六面检测设备”和“玻璃基板激光系统”等配套设备上的推进,显示出其“全栈设备”路线。
三星旗下的设备公司SEMES也在开发混合键合设备,意图减少对外部设备的依赖。这意味着,三星或将成为同时拥有HBM芯片和混合键合设备的终极玩家,封装环节高度垂直整合。
尽管韩国是混合键合设备的主战场,但全球设备玩家早已全员入场。
Besi目前是混合键合技术的全球领头羊,其设备已开始向三星、美光等大厂提供测试样机。更重要的是,2025年4月,美国应用材料(AMAT)收购了其9%的股份,成为最大股东。两者联合打造的集成混合键合系统,融合了前端晶圆处理和高精度键合技术,被认为是目前最成熟的方案之一。
ASMPT已成功交付首台混合键合设备,EVG和SUSS也在积极布局。整个产业正逐步从技术验证走向商业化落地。
代表性厂商如拓荆科技、青禾晶元已在混合键合设备上有所布局。青禾晶元甚至推出了全球首台双模式混合键合设备SAB8210CWW,打破了国外设备的垄断。虽然目前尚未被大规模采用,但其技术自研+成本优势,让其成为未来的潜力股。
从TCB到混合键合,不只是技术迭代本身,更是一场由技术主导、设备先行的产业迁移。谁能率先搞定设备,谁就掌握了下一代HBM封装的“入场券”。
韩国厂商的“内战”固然激烈,但全球玩家都在摩拳擦掌。市场不会等人,技术不会等人,设备更不会等人。
混合键合这条路,注定是AI芯片封装的主干道。而这场还未落幕的设备战,也才刚刚开始。
来源:老闫侃史