HBM产品成为DRAM产业关注焦点,连带让hybrid bonding(混合键合)等先进封装技术发展受瞩目。根据TrendForce最新研究,三大HBM原厂正在考虑是否于HBM4 16hi采用hybrid bonding,并已确定将在HBM5 20hi时代中使用这项技术。

和已广泛使用的micro bump(微凸块)堆栈技术相比,hybrid bonding由于不配置凸块,可容纳较多推叠层数,也能容纳较厚的晶粒厚度,以改善翘曲问题。使用hybrid bonding的芯片传输速度较快,散热效果也较好。

TrendForce表示,三大原厂已确定将在HBM3e 12hi及HBM4 12hi时代延续使用Advanced MR-MUF及TC-NCF堆栈架构。在HBM4 16hi及HBM4e 16hi时代,因hybrid bonding未较micro bump具明显优势,尚无法断定哪一种技术能受青睐。若原厂决定采用hybrid bonding,主应对是为尽早经历新堆栈技术的学习曲线,确保后续HBM4e和HBM5顺利量产。三大企业考量堆栈高度限制、IO密度、散热等要求,已确定于HBM5 20hi时代使用hybrid bonding。

然而,采用hybrid bonding需面对多项挑战。如原厂投资新设备导入新的堆栈技术,将排挤对micro bump的需求,也不再享有原本累积的技术优势。hybrid bonding尚有微粒控制等技术问题待克服,将抬高单位投资金额。此外,由于hybrid bonding需以wafer to wafer模式堆栈,若front end生产良率过低,整体生产良率将不具经济效益。

TrendForce指出,采用hybrid bonding可能导致HBM的商业模式出现变化。使用wafer to wafer模式堆栈,须确保HBM base die与memory die的晶粒尺寸完全一致;而前者的设计是由GPU/ASIC企业主导,因此,同时提供base die及GPU/ASIC foundry服务的TSMC可能将承担base die与memory die堆栈重任。若循此模式发展,预料将冲击HBM企业在base die设计、base die与memory die堆栈,以及整体HBM接单等商业环节的产业地位。

(首图来源:shutterstock)