混合键合

一种先进封装技术,无需使用焊料凸点,直接连接两个晶圆或裸片的铜焊盘与介电表面。

混合键合是一种先进的半导体封装技术,可直接将两片晶圆或裸片的铜焊盘与介电表面融合在一起,而无需使用传统的微凸块或焊料。通过消除焊料凸块所需的物理空间,该技术可实现极细的连接间距(通常小于1微米)。这种直接的铜对铜、介电对介电界面,是通过超精密表面平坦化、室温接合以及后续热退火工艺实现的;热退火会使铜原子扩散并形成无缝金属键合。 对投资者而言,混合键合代表着先进封装转型的前沿方向,而随着物理极限放缓传统硅微缩(摩尔定律),这一转型至关重要。该技术是高性能计算(HPC)、高带宽内存(HBM)和人工智能加速器的关键使能技术。投资者关注混合键合的采用情况,以在半导体设备制造商、电子设计自动化(EDA)提供商以及外包半导体封装和测试(OSAT)公司中识别高利润增长机会。 在分析该领域的公司时,投资者会关注设备采用率和良率成熟度。由于混合键合需要超净洁净室环境和亚纳米级对准精度,初期良率可能较低,从而拖累早期采用者的毛利率。然而,成功实现高量产(HVM)会成为强大的竞争护城河,体现工艺领导力,并与主要芯片设计公司签订黏性强、高价值的合同。

一家芯片制造商从间距为10微米的微凸块封装过渡到间距为1微米的混合键合。由于连接密度随间距缩小呈二次方增长,连接密度从每平方毫米100万个连接(10^2)提升到每平方毫米1亿个连接(1^2),相当于互连密度提升了100倍。