HBM堆叠逼近极限!HBM5成关键转折点
根据研调机构Counterpoint报告,当前主流HBM(高带宽内存)采用微凸块(micro-bump)搭配热压键合(TCB)进行芯片连接,目前已实现12至16层堆叠。
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但随着HBM未来向20层以上堆叠方向发展,微凸块在信号完整性、功耗及散热方面的局限性逐渐凸显,行业开始积极探寻新的技术解决方案。
混合键合(Hybrid Bonding)成为核心备选方案:其通过铜对铜(Cu-Cu)直接连接,可大幅缩小连接间距、降低堆栈高度,同时有效提升带宽与能源效率,是推动HBM4乃至HBM5发展的重要技术路径。
不过,混合键合对制程条件要求极高,其中化学机械研磨(CMP)质量直接决定键合良率。若CMP环节出现铜凹陷(dishing)、污染或空洞等缺陷,会导致电阻上升、产品可靠度下降,使得CMP从常规制程环节,转变为影响HBM整体效能与良率的关键技术。
Counterpoint指出,混合键合短期内的导入节奏仍存在不确定性。核心原因在于JEDEC(固态技术协会)已放宽HBM堆叠高度规范,使得现有TCB制程可延续应用于16层HBM产品,减轻了内存厂商立即转换技术的压力。
尽管短期导入节奏可能放缓,但在英伟达等企业AI芯片需求的持续带动下,内存厂商仍在不断提升HBM的带宽与能效表现。Counterpoint预测,HBM5将成为混合键合应用的关键转折点——随着HBM堆叠层数突破20层、连接间距持续缩小,混合键合有望进入大规模量产阶段。

在此趋势下,SK海力士、三星、美光等主流内存厂商,正积极布局混合键合相关技术与设备的导入。业界认为,混合键合不仅关系到HBM技术的未来发展,更将成为AI芯片性能与能耗竞争的关键分水岭。
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