Memory battleground AI HBM TCB technology leader. — image credit : pexels

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🔥AI 記憶體大戰白熱化！TCB 熱壓鍵合技術成關鍵，誰能笑到最後？🔥

在人工智慧 (AI) 浪潮席捲全球之際，高頻寬記憶體 (HBM) 的需求正以前所未有的速度增長。而支撐 HBM 產業鏈發展的，正是名為「TCB (Thermal Compression Bonding) 熱壓鍵合」的關鍵技術。本文將深入解析 TCB 技術，探討其在 HBM 製造中的應用，以及各家廠商的競爭態勢，看看誰能在這場 AI 記憶體戰場中搶得先機。

TCB 熱壓鍵合技術：HBM 發展的基石

什麼是 TCB？它與傳統覆晶晶片鍵合有何不同？
TCB 熱壓鍵合是一種先進的晶片連接技術，主要用於解決傳統覆晶晶片鍵合在互連密度提升時遇到的挑戰。傳統覆晶晶片鍵合是將晶片「翻轉」後，利用焊料凸塊與基板上的焊盤對齊，再通過回流爐整體加熱，使焊料熔化形成電氣連接。然而，當互連間距縮小到 50µm 以下時，整體加熱容易導致晶片和基板因熱膨脹係數不同而產生變形，造成互連故障和焊料橋接等問題。

TCB 的優勢在哪裡？
TCB 熱壓鍵合的關鍵優勢在於其局部加熱的特性。它通過加熱工具頭將熱量精準地施加到互連點上，而不是像回流焊爐那樣均勻加熱整個晶片封裝。這種局部加熱方式可以顯著減少對基板的熱量傳遞，從而降低熱應力和熱膨脹係數差異帶來的挑戰，實現更穩固的互連。此外，TCB 還可以通過對晶片施加壓力，進一步提高黏合品質和互連可靠性。TCB 的接觸密度也比覆晶晶片更高，在某些情況下每平方毫米可達到 10,000 個接觸點。

HBM 製造中的 TCB 應用

TC-NCF 與 MR-MUF：兩種主流的 HBM 鍵合技術
目前，三星和美光在 HBM 製造的後端工藝環節均採用了「TC-NCF (非導電膠膜)」技術。這種工藝是在各層 DRAM 之間嵌入 NCF，並透過 TCB 工藝從上至下施加熱壓，使 NCF 在高溫下融化，起到連接凸點並固定晶片的作用。而 SK 海力士在前兩代 HBM 上也使用過 TC-NCF 技術，最終在 HBM2E 上切換到了 MR-MUF 技術。MR-MUF 技術在每次堆疊 DRAM 時，會先透過加熱進行臨時連接，最終在堆疊完成後進行回流焊以完成鍵合，隨後填充環氧模塑料 (EMC)，使其均勻滲透到晶片間隙，起到支撐和防污染的作用。

誰是 TCB 鍵合機市場的領頭羊？

隨著 HBM 市場的快速增長，TCB 鍵合機市場也迎來了爆發期。目前市場呈現「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。其中，韓美半導體在 HBM TCB 鍵合機市場上擁有最高的市場佔有率，這得益於其自 2017 年以來與 SK 海力士的合作關係。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在 HBM TC 鍵合機市場的地位。