摘要：半导体器件的垂直堆叠是一种提高器件密度和改进性能的方法，键合是一种实现半导体垂直堆叠的方式，而晶圆级键合则是指将经过抛光的晶圆通过键合的方式结合在一起，形成晶圆的堆叠。目前，晶圆级键合已经成为了生产 3D 堆叠器件的关键工艺。

①晶圆级键合设备简介

半导体器件的垂直堆叠是一种提高器件密度和改进性能的方法，键合是一种实现半导体垂直堆叠的方式，而晶圆级键合则是指将经过抛光的晶圆通过键合的方式结合在一起，形成晶圆的堆叠。目前，晶圆级键合已经成为了生产 3D 堆叠器件的关键工艺。

晶圆级键合设备是指将两片晶圆高精度对准、接合，借助外加能量使接合界面的原子产生反应形成共价键而结合成一体，从而使两片晶圆间的接合介面达到特定的接合强度，实现两片晶圆之间功能模块集成的设备，目前已经广泛应用于 CIS、3D 存储芯片、MEMS 等器件的制造中。

②晶圆级键合设备市场前景

作为关键的生产设备，晶圆级键合设备市场的发展主要受下游 CIS、3D 存储芯片和 MEMS 市场推动。CIS 方面，5G 商用带动了 3D 成像、VR 和 AR、ADAS、物联网等应用的加速兴起，CIS 作为关键元件，在下游设备数量和单机使用数量提升的双重推动下，将迎来需求的高速增长；

3D 存储芯片方面，长江存储长期致力于 3D 存储芯片的研发，有望打破国际垄断，填补国内市场空白，未来国产 3D 存储芯片产能建设和扩展有望提速；MEMS 方面，受益于汽车电子、消费电子、医疗电子、光通信、工业控制、仪表仪器等市场的高速成长，MEMS行业发展势头迅猛。在上述下游市场的需求推动下，晶圆级键合设备将迎来广阔的发展空间。

根据公开报道，随着技术不断成熟，长江存储、武汉新芯等存储企业不断扩充存储芯片制造产能；中芯国际、士兰微、德淮半导体等也在积极布局特殊工艺产线，应用于 CIS 和 MEMS 等产品生产。根据行业经验，1 万片晶圆/月的产能需要配置 4-5 台晶圆级键合设备。上述产线的建设将带动我国晶圆级键合设备市场的快速增长。

③晶圆级键合设备发展趋势

目前，集成电路工艺制程已达到 7nm，并向 5nm 和 3nm 发展，而晶圆级键合技术尚未能达到上述制程的要求。未来，提高晶圆级键合的对准精度、逐步缩小与晶圆加工制程的差距、降低预键合时晶圆的变形是晶圆级键合设备的发展趋势。此外，随着物联网、5G 技术的迅速发展，针对第三代宽禁带半导体的晶圆级键合技术也将逐步得到推广和应用。

来源：思瀚研究院