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在人工智慧 (AI) 技術的推動下，高頻寬記憶體 (HBM) 的需求呈現爆發式增長。而決定 HBM 產業鏈上限的，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，並探討誰掌握了領先優勢，以及其對未來記憶體市場的深遠影響。
TCB 熱壓鍵合技術詳解
TCB 熱壓鍵合是一種先進的晶片連接技術，用於將多個晶片堆疊在一起，以提高記憶體的頻寬和容量。與傳統的覆晶晶片鍵合不同，TCB 技術透過局部加熱和施壓，精準地將晶片連接在一起，減少熱應力和變形，從而實現更高的連接密度和可靠性。傳統覆晶製程會在回流爐中均勻加熱，容易導致晶片和基板因熱膨脹係數 (CTE) 不同而變形，產生焊料橋接等問題。TCB 則透過局部加熱解決了這些問題。
TCB 的關鍵優勢
TCB 熱壓鍵合的主要優勢包括：
- 更高的互連密度： TCB 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。
- 降低熱應力： 局部加熱減少了對基板的熱量傳遞，降低了熱應力和 CTE 挑戰。
- 提高黏合品質： 對晶片施加壓力，提高黏合品質，實現更好的互連。
HBM 製造中的 TCB 應用：TC-NCF 與 MR-MUF
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，透過 TCB 工藝施加熱壓，使 NCF 融化並連接凸點、固定晶片。SK 海力士則在 HBM2E 上切換到了 MR-MUF 技術，先進行臨時連接，堆疊完成後再進行回流焊，並填充環氧模塑料（EMC）以提供支撐和防污染。
市場現況：TCB 鍵合機的領頭羊之爭
TCB 鍵合機市場目前呈「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，韓美半導體在 HBM TCB 鍵合機市場上擁有最高的市場佔有率。韓美半導體與 SK 海力士長期合作，並開始將供應鏈擴大到 SK 海力士以外的公司，例如美光。
韓美半導體的成功與挑戰
韓美半導體憑藉與 SK 海力士的緊密合作，以及對美光的成功拓展，鞏固了其在 HBM TC 鍵合機市場的領先地位。然而，隨著市場競爭的加劇，以及其他廠商的崛起，韓美半導體也面臨著保持技術領先、擴大客戶群、以及應對不同客戶技術需求的挑戰。美光採用的 TC-NCF 工藝相較 SK 海力士所採用的 MR-MUF 工藝有所不同，其設備頭部結構更複雜，因此單台設備的價格也更高，這也是韓美需要持續
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