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AI記憶體戰場白熱化!揭秘HBM關鍵技術「TCB熱壓鍵合」,誰能笑到最後?
在AI技術高速發展的浪潮下,高頻寬記憶體(HBM)的需求呈現爆發性增長。而一種名為「TCB(Thermal Compression Bonding)熱壓鍵合」的技術,正悄然成為決定HBM產業鏈上限的關鍵。本文將深入剖析TCB熱壓鍵合技術,探討其原理、優勢、應用,以及目前市場上的領先者,帶您一窺AI記憶體戰場的最新動態。
什麼是TCB熱壓鍵合?
傳統覆晶晶片鍵合將晶片翻轉,使焊料凸塊與基板接合焊盤對齊,再透過回流爐加熱熔化焊料,形成電氣互連。然而,隨著互連密度增加,間距縮小,整個晶片封裝受熱膨脹不均,容易導致互連故障,甚至出現焊料橋接造成短路。
TCB熱壓鍵合透過加熱工具頭局部施加熱量至互連點,降低基板熱應力,實現更強大的互連。同時,對晶片施加壓力,提高黏合品質。相比傳統覆晶晶片工藝,TCB允許更高的接觸密度,但缺點是吞吐量較低。
HBM製造中的TCB應用:TC-NCF與MR-MUF
三星和美光在HBM製造後端工藝採用TC-NCF技術,在各層DRAM間嵌入NCF,透過TCB工藝施加熱壓,使NCF融化連接凸點並固定晶片。
SK海力士在HBM2E上採用MR-MUF技術,在每次堆疊DRAM時先加熱臨時連接,堆疊完成後回流焊鍵合,再填充環氧模塑料(EMC)支撐和防污染。SK海力士聲稱MR-MUF熱導率是NCF的兩倍,對工藝速度和產量有顯著影響。
無論採用哪種工藝,最終都需要用到TCB鍵合機。隨著HBM生產規模擴大,TCB鍵合機市場也水漲船高。
TCB鍵合機市場:群雄逐鹿,誰是贏家?
目前TCB鍵合機市場呈「六強格局」,包含韓國的韓美半導體、SEMES、韓華SemiTech,日本的東麗(Toray)、新川(Shinkawa),以及新加坡的ASMPT。其中,韓美半導體擁有最高的市場佔有率。
韓美半導體的崛起與挑戰
韓美半導體自2017年起與SK海力士合作開發HBM製造用TC鍵合機,隨著SK海力士成為輝達AI晶片HBM的主要供應商,韓美半導體也鞏固了其市場地位,營業利潤大幅增長。
韓美半導體開始將供應線擴大到SK海力士以外的公司,並成功爭取到美光作為客戶。
美光為避免產能訊息外洩,將訂單拆分為小額訂單,且供應給美光的TCB鍵合機價格更高,反映了美光採用TC-NCF工藝設備結構更複雜。
優勢和劣勢的影響分析
客戶基礎龐大,先發優勢明顯,短期內其他廠商難以追趕。
過度
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