三星将采用混合键合技术来生产HBM4

摘要：三星计划在其 HBM4 中采用混合键合技术，以减少热量并实现超宽内存接口，该公司在韩国首尔举行的 AI 半导体论坛上透露。相比之下，该公司的竞争对手 SK 海力士可能会推迟采用混合键合技术。

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三星计划在其 HBM4 中采用混合键合技术，以减少热量并实现超宽内存接口，该公司在韩国首尔举行的 AI 半导体论坛上透露。相比之下，该公司的竞争对手 SK 海力士可能会推迟采用混合键合技术。

高带宽内存（HBM）将多个存储器件堆叠在基础芯片上。目前，HBM 堆中的内存芯片通常使用微凸块（在堆叠芯片之间传输数据、电源和控制信号）连接在一起，并使用模塑底部填充质量回流（MR-MUF）或使用非导电膜（TC-NCF）的热压缩等技术进行键合。

这些晶粒还使用嵌入每个晶粒内的硅通孔（TSV）垂直互连（通过每个 DRAM 晶粒传输数据、时钟、控制信号、电源和接地）。然而，随着 HBM 的速度越来越快，DRAM 器件的数量越来越多，微凸块会变得效率低下，因为它们会限制性能和能效。

这就是混合键合发挥作用的地方。混合键合是一种 3D 集成技术，通过键合铜对铜和氧化物对氧化物表面来直接连接芯片，无需微凸块。混合键合支持低于 10 μm 的互连间距，与传统的基于凸块的堆叠相比，具有更低的电阻和电容、更高的密度、更好的热性能，以及更薄的 3D 堆栈。

然而，有一个问题。混合键合是一种相当昂贵的技术，虽然 HBM 存储器的三大领先制造商都考虑将其用于 12-Hi HBM3E，但美光和三星最终使用了 TC-NCF，而 SK 海力士则使用了 MR-MUF。对于 HBM4，三星计划使用混合键合，而 SK 海力士正在开发一种先进的 MR-MUF 技术以及混合键合作为备用工艺。

SK 海力士可能会使用传统的模制底部填充而不是混合键合是有原因的。混合键合所需的专用设备比传统封装工具贵得多，并且需要更多的晶圆厂物理空间。

这会影响资本效率，尤其是在晶圆厂占地面积有限的情况下。因此，SK 海力士正在谨慎行事。如果发现其先进的 MR-MUF 技术提供了相同（或类似）的性能结果和良好的良率，那么它宁愿至少再坚持使用 MR-MUF。

SK海力士可能再坚持使用MR-MUF的另一个原因是，其先进的MR-MUF使HBM内存堆栈比上一代底部填充更薄。这使得该公司能够生产符合JEDEC的HBM4规范的16-Hi HBM4堆栈，该规范要求HBM4封装的最大封装高度为775 μm，与16-Hi HBM3E堆栈的最大高度~800 μm相比，这要短一些。如果SK海力士能够用现有的工具和技术满足JEDEC的规范，那么混合键合的使用对公司的吸引力就会大大降低。

三星拥有自己的制造设备制造商 Semes，这在一定程度上降低了其制造成本。然而，目前尚不清楚 Semes 是否可以为其母公司生产先进的混合键合设备。

尽管如此，混合键合是一项无论如何都会在未来使用的技术，因此该行业正在关注三星是否能够使用混合键合对其 HBM4 进行认证。成功的认证可能会重塑竞争格局，使三星在性能、热特性和信号密度方面具有技术和商业优势。因此，三星在 2026 年开始量产后，其 HBM4 可能会从美光和 SK 海力士手中夺回市场份额。

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