随着HBM(高带宽内存)堆叠层数向16层以上演进,封装键合路线的切换趋势正日益明朗。此前以热压键合(TC键合)为主的设备供应链,也开始出现围绕混合键合导入的调整信号。
据产业链消息,三大存储厂商正评估自HBM4及后续世代起,分阶段导入混合键合方案。主要原因在于,HBM堆叠层数越过16层后继续提升,现有键合方式在空间占用、封装厚度和信号传输方面的限制正逐步显现。不过,受制于成本压力,短期内更可能采取Advanced MR-MUF与混合键合并行推进的方式。
设备端也在同步调整。当前HBM用TC键合设备市场中,Hanmi Semiconductor此前几乎独占SK hynix相关供应份额,近期Hanwha Semitech也已作为SK hynix新增供应商进入。混合键合设备方面,全球封装设备厂商ASMPT和BESI已在晶圆代工客户供货中积累了一定经验。后续存储厂何时导入、选择哪家设备厂商作为量产伙伴,都可能改变现有供应格局。
此次技术切换的核心,在于芯片之间的连接方式。传统TC键合是在芯片间设置微凸点,再通过加热加压完成键合。该方案工艺相对成熟、稳定性较高,但微凸点会占用额外空间。随着堆叠层数增加,封装总厚度更难控制,信号传输路径也会拉长,相关限制在高层数HBM上愈发明显。
相比之下,混合键合是在无凸点结构下,直接实现铜互连与绝缘层的键合。该工艺有助于进一步减薄芯片,在相同高度下实现更多层堆叠,同时在数据传输速度、能效和发热控制等方面具备优势。不过,混合键合对表面平坦度要求极高,需要进行原子级平坦化处理,良率爬坡难度也更大。
这一趋势也体现在SK hynix近期的技术表态中。4月28日,SK hynix技术负责人Kim Jonghoon在首尔举行的一场半导体会议上表示,公司已完成混合键合在12层HBM上的技术验证,量产所需良率较两年前已有明显改善。但由于成本竞争力仍是待解课题,SK hynix计划在16层HBM3E之前继续采用Advanced MR-MUF工艺。
从设备厂商的布局来看,各家路径已开始分化。Hanmi Semiconductor作为TC键合设备强势厂商,正加快推进混合键合设备开发;Hanwha Semitech则以切入SK hynix供应链为基础,寻求扩展下一代设备产品线。ASMPT和BESI凭借在晶圆代工客户中的供货经验,也被视为具备进入存储市场的可能。首批量产合作伙伴一旦确定,后续订单流向也可能随之生变。
与此同时,基础芯片也成为另一项变量。这里所指的是HBM最底层的逻辑芯片。SK hynix自HBM4起将该芯片的制造交由TSMC负责。Eugene Investment & Securities在近期报告中指出,HBM4首次引入基础芯片外包生产后,量产稳定化进程一度受到拖累,而这一问题有望在HBM4E阶段明显改善。随着部分后道环节转移至中国台湾完成,韩国本土设备厂商的受益范围也可能受到影响。
整体来看,HBM键合技术的切换难以在短期内一步到位,更可能按产品世代分阶段推进。Eugene Investment & Securities预计,2027年HBM价格谈判在综合考虑通用DRAM和NAND利润率后,仍将维持在较高水平。对存储厂商而言,盈利能力、量产爬坡速度与键合技术切换节奏将相互影响,设备供应链的变化也将同步展开。