据韩媒报道,三星电子将在其平泽园区P5工厂建设一条包含50台晶粒到晶圆(D2W)混合键合设备的量产线,旨在为下一代HBM及逻辑半导体的生产提供先进封装支持。该量产线的设备搬入与安装工作预计将于今年年底正式启动。
此举标志着三星在半导体后道封装领域的布局进一步扩大,除现有的天安园区外,平泽园区也将成为下一代HBM混合键合封装的重要生产基地。
混合键合技术:突破性能与功耗瓶颈
在HBM的制造中,核心芯片(DRAM裸片)的垂直堆叠传统上采用热压键合(TC Bonding)工艺。而引入混合铜键合(HCB)技术后,芯片间无需使用金属凸块(Micro-bump),而是通过铜与介电层直接进行物理结合。这种连接方式大幅缩短了器件间的互连长度,能够显著改善芯片的性能表现、降低功耗并减少发热。
瞄准定制化HBM与先进封装市场
业界分析指出,该混合键合产线未来极有可能被用于生产定制化HBM(cHBM)。在cHBM的设计中,三星计划用搭载客户专属运算电路(IP)的逻辑裸片来替代传统的基底裸片,从而更好地辅助外部CPU/GPU进行运算并优化数据传输。为此,三星将致力于实现3D系统级封装(SiP)结构,将HBM DRAM层直接垂直堆叠在该逻辑裸片之上。
此外,三星晶圆代工业务部门上月也发布了基于混合键合技术的下一代3D垂直堆叠解决方案“3D Cube-H”。该技术专为应对下一代人工智能(AI)芯片和高性能计算(HPC)系统而设计,在性能、功耗和带宽方面均较传统封装技术有显著提升。目前,三星正积极向客户推介这一异构集成封装技术。
量产时间表:短期建线,2030年迎大规模量产
尽管相关设备将于今年年底陆续搬入平泽园区并展开安装,但三星电子内部评估认为,混合键合技术真正具备大规模量产条件的时间点将在2030年左右。这主要是因为混合键合的工艺难度远高于传统的热压键合技术。
考虑到混合键合技术的落地难度,业界普遍预计该技术真正迎来大规模应用,可能要等到2029年左右英伟达推出下一代AI加速器‘Feinman’(费曼)的时期。
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