三星、SK 海力士都将在新一代HBM中采用混合键合技术

6月21日消息，据业内最新消息显示，韩国DRAM芯片大厂三星和SK海力士都计划在即将推出的新一代高带宽内存（HBM）中采用新的混合键合（Hybrid Bonding）技术。

晶圆键合也被称为混合键合，即芯片垂直堆叠，通过硅穿孔（TSV）或微型铜线连接，I/O直接连接，没有用到凸块连接。根据芯片堆叠方式，还有分为晶圆到晶圆（wafer-to-wafer）、晶圆到裸晶（wafer-to-die）和裸晶到裸晶（die-to-die）。

现在的DRAM是在同一晶圆单元层两侧周边元件，这会使表面积扩大，而3D DRAM则是基于现有的平面DRAM单元来做垂直堆叠，就像目前的3D NAND的单元垂直堆叠一样。三星和SK海力士都计划在不同DRAM晶圆上制造“单元”（Cell）和周边元件（peripherals），然后再通过混合键合连接，这将有助于控制器件的面积、提高单元密度。

SK海力士曾在其第三代8层堆叠的HBM2E上进行过测试，使用混合键合制程后，通过了所有可靠性测试。SK海力士还评价了该HBM在高温下的使用寿命，检查产品出货后客户在芯片黏合过程中可能出现的潜在问题。目前，SK海力士计划在新一代的HBM4上采用混合键合技术。

目前三星也在研究4F Square DRAM，并有望在生产中应用混合键合技术。4F Square是一种单元数组结构，与目前商业化的6F Square DRAM相比，可将芯片表面积减少30%。

另外，三星在其论文中指出，未来16层及以上的HBM必须采用混合键合技术（Hybrid bonding）。三星称，降低堆叠的高度是采用混合键合的主因，內存高度限制在775微米内，在这高度中须封装17个芯片（即一个基底芯片和16个核心芯片），因此缩小芯片间的间隙，是內存大厂必须克服的问题。

三星今年4月使用子公司Semes的混合键合设备制作了16层的HBM样品，并表示芯片运作正常。

另一家DRAM大厂美光此前在COMPUTEX 2024记者会上表示，公司也正着手开发HBM4，会考虑采用包括混合键合在内等相关技术，目前一切都在研究中。

编辑：芯智讯-林子