內(nèi)存制造商正積極尋求將混合鍵合（Hybrid Bonding）工具作為關(guān)鍵的差異化競(jìng)爭(zhēng)手段，SK 海力士已釋放出轉(zhuǎn)向生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用的信號(hào)。

SK 海力士的設(shè)備采購(gòu)標(biāo)志著其正轉(zhuǎn)向在大規(guī)模 HBM 制造中擴(kuò)展混合鍵合技術(shù)。來自應(yīng)用材料（Applied Materials）與 BESI（BE Semiconductor Industries）的集成解決方案旨在降低工藝復(fù)雜度，并解決由 CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

混合鍵合是在異質(zhì)集成中實(shí)現(xiàn)精細(xì)間距（Fine Pitch）和高密度堆疊的關(guān)鍵技術(shù)。

HBM：AI與HPC的支柱

高帶寬內(nèi)存（HBM）已成為人工智能（AI）和高性能計(jì)算（HPC）的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，提供了大型語言模型等數(shù)據(jù)密集型工作負(fù)載所需的帶寬和效率。HBM 通常在基礎(chǔ)邏輯層（Base Die）上堆疊 12-16 層 DRAM 裸片，并與 GPU 集成在一起。目前，這些堆疊依賴于微凸點(diǎn)（Micro-bump）互連，使用諸如帶模制底部填充的熱壓分層回流焊（MR-MUF）或帶非導(dǎo)電薄膜的熱壓鍵合（TC-NCF）等方法。

微凸點(diǎn)正逐漸成為限制信號(hào)完整性、功率效率和散熱性能的關(guān)鍵瓶頸。隨著堆疊高度增加到 20 層以上，GPU 封裝內(nèi)的物理高度和集成限制變得更加突出。

熱壓鍵合 (TCB) vs. 混合鍵合（數(shù)據(jù)來源：Counterpoint Research, BESI）

向混合鍵合轉(zhuǎn)變：

為了克服這些限制，行業(yè)正轉(zhuǎn)向混合鍵合，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)：更精細(xì)的互連間距、縮短裸片間距、降低堆疊高度、更高的帶寬和能效。

盡管 JEDEC 放寬了 HBM 高度規(guī)范，允許在多達(dá) 16 層的產(chǎn)品中繼續(xù)使用 TCB，但三星電子、SK 海力士和美光科技等領(lǐng)先內(nèi)存廠商正積極推進(jìn) HBM4 及更高版本的混合鍵合技術(shù)，以滿足下一代 AI 需求。

CMP：混合鍵合的關(guān)鍵助力

化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）是 HBM 制造的基礎(chǔ)，確保裸片堆疊所需的平整度、銅（Cu）高度控制和無缺陷表面。

在 TCB 中，CMP 起輔助作用，因?yàn)槲⑼裹c(diǎn)可以容忍表面偏差。

在混合鍵合中，CMP 變得至關(guān)重要，因?yàn)殒I合依賴于超平整、原子級(jí)光滑的表面。

任何 CMP 缺陷（如銅凹陷 dishing、侵蝕或污染）都會(huì)直接影響良率、電阻和可靠性。這使 CMP 從一個(gè)工藝步驟提升為決定 HBM4 及更高版本性能、互連密度和縮放的關(guān)鍵因素。

協(xié)同優(yōu)化：應(yīng)用材料 + BESI

應(yīng)用材料與 BESI 的合作將 CMP、表面準(zhǔn)備和混合鍵合集成到一個(gè)受控的單一流程中。

SK 海力士采購(gòu)集成式混合鍵合工具反映了其解決混合鍵合關(guān)鍵挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略舉措，特別是圍繞 CMP 驅(qū)動(dòng)的表面均勻性、銅凹陷、顆粒缺陷和超嚴(yán)苛粗糙度控制。該集成平臺(tái)直接致力于解決這些關(guān)鍵瓶頸，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的制造，降低良率風(fēng)險(xiǎn)，并加速混合鍵合向大規(guī)模生產(chǎn)的過渡。

關(guān)鍵挑戰(zhàn)：

HBM 標(biāo)準(zhǔn)放寬風(fēng)險(xiǎn)： JEDEC 增加允許的 HBM 高度可能會(huì)推遲混合鍵合的應(yīng)用，延長(zhǎng) TCB 的生命周期，并給設(shè)備需求帶來不確定性。

工藝敏感性： 混合鍵合對(duì) CMP 質(zhì)量高度敏感，盡管電性能優(yōu)越，但凹陷、污染和空隙等缺陷會(huì)增加電阻并影響良率。

對(duì)內(nèi)存廠商的影響：

在短期內(nèi)，推遲混合鍵合可以：降低資本支出強(qiáng)度，利用成熟的 TCB 工藝獲得更好的良率

由于性能要求的提升，長(zhǎng)期采用混合鍵合仍是必然趨勢(shì)。一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是 NVIDIA，其 AI 工作負(fù)載需要更高的帶寬和效率。三星、SK 海力士和美光等供應(yīng)商將 HBM 路線圖與 NVIDIA 的要求掛鉤，這意味著更強(qiáng)的性能需求可能會(huì)加速混合鍵合的采用。

SK 海力士在 AI 服務(wù)器中使用的 HBM 及其他芯片的質(zhì)量和供應(yīng)領(lǐng)先地位，在當(dāng)前 AI 基礎(chǔ)設(shè)施繁榮階段至關(guān)重要。根據(jù) Counterpoint Research 關(guān)于生成式 AI 內(nèi)存解決方案的報(bào)告，SK 海力士繼續(xù)在高帶寬內(nèi)存領(lǐng)域領(lǐng)跑，其創(chuàng)新包括：存儲(chǔ)單元設(shè)計(jì)的創(chuàng)新（前道工藝改進(jìn)）、后端堆疊增強(qiáng)以及在基礎(chǔ)層中集成邏輯電路（IVC）進(jìn)行電壓控制。此外，隨著 AI 部署加速，內(nèi)存擠壓正在加劇，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性供應(yīng)短缺可能持續(xù)到 2030 年。2028 年可能會(huì)成為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，屆時(shí)新一波生產(chǎn)集群將開始上量。

HBM5 將是混合鍵合的真正爆發(fā)點(diǎn)：

HBM5 將成為混合鍵合真正的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，支持 20 層以上的堆疊、更精細(xì)的間距和更高水平的帶寬，同時(shí)需要在 CMP、良率和成本方面取得突破以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造。

對(duì)于 SK 海力士而言，早期采用應(yīng)用材料和 BESI 的集成解決方案提供了戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，使其能夠滿足帶寬、延遲、功耗和速度方面的未來要求，無論過渡期的標(biāo)準(zhǔn)是否放寬。利用應(yīng)用材料的工藝模塊（CVD, PVD, ECD, CMP, 表面準(zhǔn)備）經(jīng)驗(yàn)和 Besi 的混合鍵合技術(shù)，將為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)、大批量芯片生產(chǎn)所需的穩(wěn)定性和一致性奠定必要基礎(chǔ)。

我們預(yù)計(jì) SK 海力士將在 2029-2030 年推出 HBM5，與下一代 AI GPU 周期對(duì)齊，混合鍵合將在 HBM5 節(jié)點(diǎn)達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用。

結(jié)論：

當(dāng) HBM 縮放超過約 16 層以及 AI 性能需求上升時(shí)，微凸點(diǎn)封裝已接近極限。混合鍵合提供了一條可擴(kuò)展的路徑：亞 10μm（<10μm）的互連間距（相比之下微凸點(diǎn)為 20μm-40μm）、更高的帶寬和能源效率、與以邏輯芯片為中心的集成兼容。

隨著 HBM 越來越接近邏輯節(jié)點(diǎn)的工藝要求，混合鍵合對(duì)于維持性能縮放變得不可或缺。由應(yīng)用材料和 BESI 主導(dǎo)的 CMP 與鍵合協(xié)同優(yōu)化，正成為這一轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵賦能者。

SK 海力士從應(yīng)用材料和 BESI 采購(gòu)集成式混合鍵合工具，將解決 HBM 制造中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，同時(shí)提供滿足下一代性能需求的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，維持其 HBM 領(lǐng)導(dǎo)地位，并驅(qū)動(dòng)營(yíng)收增長(zhǎng)和市場(chǎng)份額提升。