在人工智能與高性能計(jì)算浪潮的席卷下,HBM(高帶寬內(nèi)存)以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì),成為半導(dǎo)體市場(chǎng)的“寵兒”。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Gartner的數(shù)據(jù)顯示,2025年HBM市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到263.29億美元,同比增長(zhǎng)超過(guò)70%。如此迅猛的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),不僅讓HBM自身成為焦點(diǎn),更如同一場(chǎng)風(fēng)暴,帶動(dòng)了眾多上游技術(shù)的爆發(fā),為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)注入了新的活力與變革動(dòng)力。
先進(jìn)封裝設(shè)備:HBM堆疊的“基石構(gòu)建者”
HBM作為一種基于3D堆棧工藝的高性能內(nèi)存,其多層堆疊的特性對(duì)先進(jìn)封裝設(shè)備提出了極高的要求。在這個(gè)領(lǐng)域,多家企業(yè)憑借各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)嶄露頭角。
ASMPT便是其中的典型代表。其廣泛布局的先進(jìn)封裝設(shè)備,為本土半導(dǎo)體供應(yīng)鏈提供了可靠支持。以公司的TCB(熱壓鍵合)設(shè)備為例,在HBM的多層堆疊過(guò)程中,TCB設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的芯片鍵合,確保每一層芯片都能準(zhǔn)確無(wú)誤地連接在一起,這對(duì)于HBM的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。正是憑借這樣的技術(shù)實(shí)力,ASMPT的TCB設(shè)備成為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的一環(huán)。隨著HBM市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)大,ASMPT的先進(jìn)封裝設(shè)備業(yè)務(wù)也將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。據(jù)報(bào)道,SK海力士很可能將ASMPT設(shè)備用于其第五代HBM(HBM3E)技術(shù),該技術(shù)被認(rèn)為是高帶寬存儲(chǔ)器(HBM)中的尖端產(chǎn)品組。由于HBM是通過(guò)堆疊DRAM來(lái)封裝的特性,因此層數(shù)越高成品率就越不穩(wěn)定,據(jù)悉ASMPT設(shè)備獲得了SK海力士的高度評(píng)價(jià)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士2月26日透露,SK海力士已向ASMPT訂購(gòu)TC Bonder設(shè)備,目前正在測(cè)試多種HBM產(chǎn)品組,其中包括HBM3E 16層產(chǎn)品。 TC鍵合機(jī)是HBM制程中必不可少的設(shè)備,是一種將多個(gè)芯片垂直堆疊的設(shè)備。
韓美半導(dǎo)體同樣在HBM封裝設(shè)備市場(chǎng)占據(jù)重要地位。長(zhǎng)期與SK海力士的合作,使其積累了豐富的HBM封裝設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。其TC鍵合機(jī)不僅在精度和效率上表現(xiàn)出色,還不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。例如,針對(duì)HBM4特性推出的“TC Bonder 4”設(shè)備,大幅提升了精度與生產(chǎn)效率,即使在要求極高精度的16層以上堆疊工藝中,也能實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)效率和高品質(zhì)。這一設(shè)備的推出,進(jìn)一步鞏固了韓美半導(dǎo)體在HBM封裝設(shè)備市場(chǎng)的領(lǐng)先地位,也為HBM向更高層數(shù)堆疊發(fā)展提供了有力支持。第五代HBM技術(shù)中是否如此前報(bào)道采用ASMPT設(shè)備,未使用韓美產(chǎn)品,還是需要求證。
混合鍵合技術(shù):開(kāi)啟HBM性能飛躍的“鑰匙”
混合鍵合技術(shù)作為三維集成的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù),正成為半導(dǎo)體行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。它摒棄了傳統(tǒng)鍵合工藝中在DRAM內(nèi)存層間添加凸塊的步驟,通過(guò)直接銅對(duì)銅連接,極大提高了信號(hào)傳輸速率,滿足了AI計(jì)算對(duì)高帶寬的迫切需求,同時(shí)降低了DRAM層間距,縮減了HBM模塊整體高度,提升了芯片集成度與性能。
Besi作為混合鍵合設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)軍者,敏銳地捕捉到了HBM市場(chǎng)帶來(lái)的機(jī)遇。隨著三星電子、SK海力士等存儲(chǔ)巨頭對(duì)下一代HBM內(nèi)存技術(shù)的布局推進(jìn),Besi憑借在混合鍵合設(shè)備領(lǐng)域的深厚積淀,迎來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)。今年4月,公司收到兩家領(lǐng)先存儲(chǔ)芯片廠商針對(duì)HBM4應(yīng)用的混合鍵合訂單,以及一家亞洲領(lǐng)先晶圓代工廠關(guān)于邏輯芯片的追加訂單,當(dāng)季訂單量達(dá)1.319億歐元,較上季度增長(zhǎng)8.2%,彰顯出強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求。
此外,應(yīng)用材料公司與Besi的合作也為混合鍵合技術(shù)的發(fā)展注入了強(qiáng)大動(dòng)力。2025年4月,應(yīng)用材料公司收購(gòu)Besi 9%股份,成為其最大股東。雙方自2020年合作開(kāi)發(fā)“全集成混合鍵合設(shè)備”,結(jié)合應(yīng)用材料的前端晶圓處理技術(shù)與Besi的后端高精度封裝能力,共建“卓越中心”加速技術(shù)商用。這一合作不僅實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的互補(bǔ),也為混合鍵合技術(shù)的量產(chǎn)突破奠定了基礎(chǔ)。聯(lián)合開(kāi)發(fā)的混合鍵合系統(tǒng)已進(jìn)入技術(shù)驗(yàn)證階段,目標(biāo)在未來(lái)2 - 3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn),滿足數(shù)據(jù)中心、人工智能及自動(dòng)駕駛等高算力應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
晶圓加工設(shè)備:HBM制造的“精密雕刻師”
在HBM的制造過(guò)程中,晶圓加工設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。從晶圓的切割、研磨到拋光等環(huán)節(jié),每一個(gè)步驟都需要高精度的設(shè)備來(lái)保證晶圓的質(zhì)量和性能。
日本設(shè)備制造商Disco憑借其在晶圓減薄、切割和研磨技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì),在HBM市場(chǎng)帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。2023年,受先進(jìn)封裝需求強(qiáng)勁的推動(dòng),Disco以20%的市場(chǎng)份額領(lǐng)先。其長(zhǎng)期以來(lái)致力于提供最前沿的精密加工設(shè)備,廣泛應(yīng)用于晶圓切割、研磨、拋光和鍵合等環(huán)節(jié)。在HBM技術(shù)中,TSV(硅通孔)工藝是核心,通過(guò)三維堆疊芯片來(lái)提升連接效率。Disco為T(mén)SV提供了全面的技術(shù)支持,包括晶圓切割、研磨和拋光等關(guān)鍵工藝,確保芯片在堆疊過(guò)程中能夠保持高精度和高效性。
例如,在薄硅片處理過(guò)程中,Disco開(kāi)發(fā)的低損傷隱形切割技術(shù),有效解決了低介電常數(shù)材料在加工中的難題。此外,Disco的翹曲控制技術(shù)能夠應(yīng)對(duì)高精度晶圓的生產(chǎn)需求,幫助客戶在大規(guī)模生產(chǎn)中保持一致的加工質(zhì)量。通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新,Disco在全球半導(dǎo)體制造領(lǐng)域保持了領(lǐng)導(dǎo)地位,并為推動(dòng)人工智能和HBM的進(jìn)步提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
國(guó)內(nèi)企業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn):奮起直追,謀求突破
在國(guó)際企業(yè)紛紛布局HBM上游技術(shù)市場(chǎng)的同時(shí),國(guó)內(nèi)企業(yè)也面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。一方面,HBM市場(chǎng)的火爆為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展空間。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)AI、高性能計(jì)算等領(lǐng)域的需求不斷增長(zhǎng),對(duì)HBM及相關(guān)上游技術(shù)的需求也將持續(xù)增加。這為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供了參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、提升技術(shù)水平的契機(jī)。
另一方面,國(guó)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)占有率方面與國(guó)際巨頭仍存在一定差距。在先進(jìn)封裝設(shè)備、混合鍵合技術(shù)、晶圓加工設(shè)備等關(guān)鍵領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量還有待提高。此外,國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,技術(shù)壁壘和貿(mào)易保護(hù)主義也給國(guó)內(nèi)企業(yè)的海外拓展帶來(lái)了一定的困難。
然而,國(guó)內(nèi)企業(yè)并沒(méi)有因此而退縮。拓荊科技、華卓精科等國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛入局混合鍵合技術(shù)領(lǐng)域,加大研發(fā)投入,努力提升自身的技術(shù)實(shí)力。同時(shí),國(guó)內(nèi)也在積極推動(dòng)HBM生態(tài)鏈的建立,涵蓋TCB設(shè)備、COWOS封裝、HBM堆疊、芯粒設(shè)計(jì)、EDA協(xié)同等一整套本土化路徑。通過(guò)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,國(guó)內(nèi)企業(yè)有望在HBM上游技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,縮小與國(guó)際巨頭的差距。
HBM的火爆如同一個(gè)強(qiáng)大的引擎,帶動(dòng)了先進(jìn)封裝設(shè)備、混合鍵合技術(shù)、晶圓加工設(shè)備等眾多上游技術(shù)的爆發(fā)。在這個(gè)充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)的時(shí)代,國(guó)際企業(yè)憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)占據(jù)著領(lǐng)先地位,而國(guó)內(nèi)企業(yè)也在奮起直追,積極謀求突破。未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)大,HBM上游技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)和更加廣闊的發(fā)展前景。我們有理由相信,在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的舞臺(tái)上,中國(guó)企業(yè)將綻放出更加耀眼的光芒。
審核編輯 黃宇
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