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混合键合技术:半导体封装新趋势与未来应用
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混合键合技术作为半导体封装领域的核心工艺,正迎来快速发展。它旨在提升I/O密度和缩短信号传输路径,尤其在芯片尺寸缩小至10微米以下时,已成为关键的键合解决方案。尽管在HBM4上的应用有所延迟,但混合键合在CIS、NAND、DRAM、先进逻辑以及micro LED等多个领域展现出广阔的应用前景。目前,BESI和EVG是市场上的主要参与者,国内厂商也在积极追赶,预示着未来混合键合设备市场将迎来显著增长。

💡 混合键合技术是半导体先进封装的关键,旨在解决高密度互联需求。随着芯片制造工艺的进步,特别是当Bump Pitch进入10微米以下时,传统的TCB工艺面临挑战,混合键合凭借其无助焊剂的特性,成为实现更高I/O密度和更短信号路径的必然选择,尤其在2.5D/3D封装中扮演着至关重要的角色。

📈 混合键合在多个半导体领域的应用前景广阔,渗透率持续提升。目前已在CIS领域实现100%渗透,并在NAND、DRAM、先进封装(如AMD V-Cache、NV的Rubin)、先进逻辑(背面供电、CFET)以及micro LED巨量转移等领域展现出巨大的潜力。尤其在NAND领域,预计到2029年,混合键合将占据三分之二的市场应用,预示着其快速增长的趋势。

🔬 混合键合技术包含两种主要路线:Wafer-to-Wafer (W2W) 和 Die-to-Wafer (D2W)。W2W技术成熟度较高,但无法提前识别失效颗粒;D2W技术速率相对较慢,但能够通过提前检测来提升整体良率。这两种技术路线为不同应用场景提供了灵活的选择,以满足多样化的产品需求和良率目标。

💰 混合键合设备市场规模可观,预计至2030年将达到12亿美元。尽管BESI和EVG是当前市场的主要竞争者,但国内厂商如芯慧联芯和拓荆键科正积极布局并与大客户合作进行验证,预示着未来市场竞争的加剧和国内厂商的崛起。这为相关设备制造商提供了重要的发展机遇。

🚀 HBM(高带宽内存)是混合键合技术的重要应用场景之一,预计在HBM5中成为必选项。尽管在HBM4上的应用有所延迟,但随着技术的发展,各厂商正积极进行HBM4E的量产验证,并预计在2028年推出的20层HBM5中,混合键合将成为不可或缺的工艺。这表明混合键合技术在高性能计算领域的重要性日益凸显。

2025-11-04 23:46 广东

存储板块交易了涨价、扩产、新工艺的代工,一代工艺,一代设备,市场近期开始交易新工艺对应的新设备了,混合键合设备将是未来5年先进封装领域最核心的设备之一,但应用不局限于封装。

1、混合键合是什么?键合作为实现电气互联的关键步骤始终中后道最关键的工艺之一,从性能来讲,封装技术一直在向着更高的I/O密度和更短的trace length演进,目前2.5D/3D封装主流的键合工艺路线是TCB,伴随着I/O密度提升,尤其是bump pitch进入10微米以下,混合键合成为必须(主流的TCB必须使用助焊剂,更小的bump pitch容易产生短路,无助焊剂的TCB可以作为过渡方案,但是10微米以下必须使用混合键合)

2、上一阶段混合键合备受关注是为何?此前市场对混合键合关注度最高的阶段是在2023-2024年上半年,因为预期SK 海力士和三星将在HBM4及以后的工艺中使用混合键合,但伴随着JEDEC 把 HBM4 封装厚度从 720 μm 放宽到 775 μm,TCB仍然具备量产优势,因此混合键合在HBM上的应用时间表有所延迟。

3、混合键合的技术分类:包括了w2w和d2w两种路线,前者应用成熟度较高但是无法提前识别失效颗粒,后者速率较慢但是可以提升整体良率。

4、当前的产业进展以及有哪些应用场景?-先进工艺、先进封装、先进材料、先进显示均有应用

1)CIS领域,渗透率100%:当前量产的CIS工艺领域,混合键合是100%的渗透率;

2)NAND领域,渗透率逐步提升中:当前只有长江存储大规模量产应用,铠侠于2025年在其218L的产品中引入混合键合;三星和SK海力士预计于2026年在其4xxL产品中引入混合键合,伴随大厂入局,NAND领域混合键合工艺渗透率有望快速提升。SEMI预计到2029年,混合键合将占据NAND 三分之二的市场应用。

3)DRAM领域,新架构预计迎来混合键合从0到1的应用。在新架构方面,制程微缩使得DRAM厂商考虑转向4F2架构,4F2+CBA成为最有可能量产的技术路线,而对于国内来说,缺乏高精度光刻机使得3D架构的商业化更为紧迫,相关产业信息已经指向比较明确的量产节点,4F2+CBA类似长存的x-tacking的立体架构,同样需要使用混合键合。

4)先进封装领域,SOIC已有应用,HBM方面,混合键合预计在HBM5(20层)中成为必选项。台积电是在先进封装领域引入混合键合最早的玩家,已应用于AMD V-Cache,近期产业信息显示,NV的下一代rubin将首次使用台积电SOIC工艺。HBM方面,在HBM4E中,各家原厂积极导入混合键合的量产验证,20层的HBM5中,混合键合成为必选工艺(预计在2028年)。

5)先进逻辑领域,背面供电&CFET预计使用混合键合。

6)其他: SOI材料、micro led巨量转移、光电共封装等。

5、市场规模有多大?BESI中性预测2030年全球混合键合设备市场规模大约12亿美元,对应了350台套。此数字建议仅作参考,产业爆发非线性

6、竞争格局:BESI和EVG相对入局最早,国内厂商也在积极导入验证,进展相对较快的公司为芯慧联芯和拓荆键科,前者绑定长鑫,后者和长存合作紧密。当前下游正在前期研发/量产验证中,机构正在关注密切配合大客户的验证的设备厂。

7、核心标的:拓荆科技(拓荆键科,大基金三期入股)、百傲化学(芯慧联&芯慧联芯)、北方华创(北京诺合键维)。

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