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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?
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 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
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。
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。
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?
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。
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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