AI memory battlefield war, HBM TCB key technology
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AI 記憶體大戰白熱化!TCB 熱壓鍵合技術解析與產業鏈領先者

在人工智慧 (AI) 浪潮的推動下,高頻寬記憶體 (HBM) 的需求正以前所未有的速度增長。而 HBM 的關鍵技術之一,TCB (Thermal Compression Bonding) 熱壓鍵合,正悄然成為這場記憶體競賽中的重要決勝點。本文將深入解析 TCB 熱壓鍵合技術,探討其原理、優勢,並剖析目前市場上握有領先優勢的廠商,以及未來發展趨勢。

TCB 熱壓鍵合是什麼?為何如此重要?

  • HBM 晶片鍵合技術的演進
    要理解 TCB 的重要性,需要先了解 HBM 晶片的鍵合技術發展。傳統覆晶晶片鍵合技術在高密度互連時面臨挑戰,因為整體加熱容易導致晶片和基板因熱膨脹係數不同而變形,造成互連故障和焊料橋接等問題。
  • TCB 如何解決傳統覆晶晶片鍵合的挑戰?
    TCB 技術的關鍵在於局部加熱。它透過加熱工具頭將熱量精準施加到互連點上,減少了對基板的熱傳遞,從而降低熱應力和 CTE 挑戰,實現更強固的互連。同時,施加壓力可提高黏合品質,達到更好的互連效果。
  • TCB 的顯著優勢

  • 更高的接觸密度
    TCB 技術允許更高的接觸密度,在某些情況下每平方毫米可達到 10,000 個接觸點,滿足 HBM 對於高速、高頻寬的需求。
  • 更佳的黏合品質
    局部加熱和壓力施加可提高黏合品質,降低互連故障的風險,進而提升 HBM 的可靠性和壽命。
  • HBM 製造中的 TCB 應用:TC-NCF vs. MR-MUF

  • 三星和美光的 TC-NCF 技術
    三星和美光在 HBM 製造的後端工藝中採用 TC-NCF(非導電膠膜)技術,透過在各層 DRAM 之間嵌入 NCF,並透過 TCB 工藝進行熱壓,使 NCF 在高溫下融化,連接凸點並固定晶片。
  • SK 海力士的 MR-MUF 技術
    SK 海力士在 HBM2E 上改用 MR-MUF 技術,在每次堆疊 DRAM 時先進行臨時連接,堆疊完成後進行回流焊以完成鍵合,並填充環氧模塑料 (EMC),使其均勻滲透到晶片間隙,起到支撐和防污染的作用。
  • MR-MUF 的優勢
    相較於 TC-NCF,MR-MUF 具備更高的熱導率,對工藝速度和產量有顯著影響。
  • TCB 鍵合機市場的激烈競爭:誰能脫穎而出?

  • 市場規模的快速增長
    隨著 HBM 生產規模的擴大,TCB 鍵合機市場也在水漲船高。摩根大通預測,HBM 用 TCB 鍵合機的整體市場規模將從 2024 年的 4.61 億美元增長至 2027 年的 15 億美元,增長兩倍以上。
  • 六強爭霸的格局
    目前 TCB 鍵合機市場呈現「六強格局」,包括韓國的韓美半導體、SEMES、韓華 SemiTech,日本的東麗 (Toray)、新川 (Shinkawa),以及新加坡的 ASMPT。
  • 韓美半導體的領先地位
    韓美半導體在 HBM TCB 鍵合機市場上擁有最高的市場佔有率,並與 SK 海力士長期合作開發用於 HBM 製造的 TC 鍵合機。隨著 SK 海力士成為輝達 AI 晶片

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