根據研調機構Counterpoint報告,當前主流HBM(高帶寬內存)采用微凸塊(micro-bump)搭配熱壓鍵合(TCB)進行芯片連接,目前已實現12至16層堆疊。
但隨著HBM未來向20層以上堆疊方向發展,微凸塊在信號完整性、功耗及散熱方面的局限性逐漸凸顯,行業開始積極探尋新的技術解決方案。
混合鍵合(Hybrid Bonding)成為核心備選方案:其通過銅對銅(Cu-Cu)直接連接,可大幅縮小連接間距、降低堆棧高度,同時有效提升帶寬與能源效率,是推動HBM4乃至HBM5發展的重要技術路徑。
不過,混合鍵合對制程條件要求極高,其中化學機械研磨(CMP)質量直接決定鍵合良率。若CMP環節出現銅凹陷(dishing)、污染或空洞等缺陷,會導致電阻上升、產品可靠度下降,使得CMP從常規制程環節,轉變為影響HBM整體效能與良率的關鍵技術。
Counterpoint指出,混合鍵合短期內的導入節奏仍存在不確定性。核心原因在于JEDEC(固態技術協會)已放寬HBM堆疊高度規范,使得現有TCB制程可延續應用于16層HBM產品,減輕了內存廠商立即轉換技術的壓力。
盡管短期導入節奏可能放緩,但在英偉達等企業AI芯片需求的持續帶動下,內存廠商仍在不斷提升HBM的帶寬與能效表現。Counterpoint預測,HBM5將成為混合鍵合應用的關鍵轉折點——隨著HBM堆疊層數突破20層、連接間距持續縮小,混合鍵合有望進入大規模量產階段。
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在此趨勢下,SK海力士、三星、美光等主流內存廠商,正積極布局混合鍵合相關技術與設備的導入。業界認為,混合鍵合不僅關系到HBM技術的未來發展,更將成為AI芯片性能與能耗競爭的關鍵分水嶺。
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