一、混合鍵合（HB）技術(shù)的市場應(yīng)用現(xiàn)狀

混合鍵合（HB）技術(shù)在當(dāng)前的市場應(yīng)用中已經(jīng)嶄露頭角，尤其在半導(dǎo)體行業(yè)展現(xiàn)出了巨大的潛力。

（一）在芯片封裝領(lǐng)域的應(yīng)用情況 在芯片封裝方面，混合鍵合技術(shù)正逐漸成為一種關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的芯片封裝方式在面對不斷提升的性能需求時逐漸暴露出一些局限性，例如引線鍵合在面對芯片堆疊層數(shù)增加和引腳增多時，布線會變得極為復(fù)雜。而混合鍵合技術(shù)結(jié)合了介電鍵合和金屬互連，采用介電材料（如氧化硅）與嵌入式銅焊盤結(jié)合，無需焊料凸塊就能在硅晶片或芯片之間建立永久電連接。這種無凸塊的連接方式減少了信號損耗并改善了熱管理，從而提高了電氣性能。例如在一些高端CPU和GPU的封裝中，混合鍵合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的連接密度，滿足高性能計算和圖形處理對芯片內(nèi)部信號快速傳輸?shù)男枨?。?jù)semianalysis的統(tǒng)計，混合鍵合可以實現(xiàn)0.5 - 0.1μm的間距，連接密度可以做到10K - 1MM/mm2，顯著高于之前的各代鍵合技術(shù)，這使得芯片在相同體積下能夠集成更多的功能元件，提高了芯片的整體性能。 （二）在HBM（高帶寬存儲器）生產(chǎn)中的應(yīng)用進展 HBM作為高性能計算和人工智能領(lǐng)域的核心內(nèi)存技術(shù)，其對帶寬和存儲容量的要求不斷提升?；旌湘I合技術(shù)在HBM生產(chǎn)中的應(yīng)用是當(dāng)前的一個重要趨勢。SK海力士計劃于2026年在其HBM生產(chǎn)中采用混合鍵合技術(shù)，這一決策將徹底改變傳統(tǒng)封裝方式中銅焊盤之間使用凸塊和銅柱的繁瑣工藝。通過直接鍵合焊盤，混合鍵合技術(shù)不僅簡化了生產(chǎn)流程，還極大地提高了芯片的堆疊密度和帶寬。三星電子也在混合鍵合技術(shù)應(yīng)用于HBM方面取得了進展，其先進封裝團隊高管表示成功制造了基于混合鍵合技術(shù)的16層堆疊HBM3內(nèi)存樣品且工作正常，未來16層堆疊混合鍵合技術(shù)將用于HBM4內(nèi)存量產(chǎn)。另外，根據(jù)SK海力士展示的技術(shù)路線圖，在未來的HBM4這一代產(chǎn)品中，為了實現(xiàn)更多層數(shù)的堆疊（達到12Hi/16Hi），或?qū)⒁牖旌湘I合技術(shù)以降低存儲芯片堆疊縫隙的高度。目前在HBM市場中，主流的MR - MUF工藝雖然在一定程度上滿足了部分需求，但隨著技術(shù)發(fā)展，混合鍵合技術(shù)有望憑借其優(yōu)勢成為未來HBM主流堆疊技術(shù)。 （三）企業(yè)層面的應(yīng)用情況 在企業(yè)層面，一些知名企業(yè)已經(jīng)積極投入到混合鍵合技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用中。例如，AMD是較早采用混合鍵合技術(shù)的企業(yè)，通過臺積電的混合鍵合技術(shù)將緩存堆疊在處理器上，實現(xiàn)了3D - V - Cache技術(shù)，使芯片接點密度提升15倍，互聯(lián)能效超過三倍。英特爾也在其架構(gòu)規(guī)劃中涉及混合鍵合技術(shù)，計劃用于3D封裝FoverosDirect，其第二代產(chǎn)品的間距有望從第一代的9μm縮小至3μm。在國內(nèi)，拓荊科技在混合鍵合設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)方面取得了重要成果，其推出的晶圓對晶圓鍵合產(chǎn)品Dione300是我國首臺國產(chǎn)混合鍵合設(shè)備，目前已具備量產(chǎn)能力，芯片對晶圓混合鍵合前表面預(yù)處理產(chǎn)品Propus也已發(fā)貨至客戶端驗證并通過，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。這表明國內(nèi)外企業(yè)都看到了混合鍵合技術(shù)在提升產(chǎn)品競爭力方面的巨大潛力，紛紛布局相關(guān)業(yè)務(wù)。

二、混合鍵合（HB）技術(shù)未來的潛在應(yīng)用領(lǐng)域

混合鍵合（HB）技術(shù)由于其獨特的優(yōu)勢，在未來有著廣泛的潛在應(yīng)用領(lǐng)域。

（一）人工智能與高性能計算領(lǐng)域的深度應(yīng)用 隨著人工智能（AI）技術(shù)的不斷發(fā)展，對計算能力和數(shù)據(jù)處理速度的要求越來越高。混合鍵合技術(shù)在AI芯片和高性能計算芯片的封裝方面具有重要意義。在AI訓(xùn)練和推理過程中，大量的數(shù)據(jù)需要在不同的芯片組件之間快速傳輸，混合鍵合技術(shù)的高連接密度和低信號損耗特性能夠滿足這一需求。例如，未來英偉達的AI GPU將與HBM5內(nèi)存采用3D堆疊形式集成，而混合鍵合技術(shù)有望在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用，極大提升AI模型訓(xùn)練與推理的速度。對于深度學(xué)習(xí)、自然語言處理等AI應(yīng)用的子領(lǐng)域，當(dāng)處理更復(fù)雜的數(shù)據(jù)集時，混合鍵合技術(shù)能夠幫助實現(xiàn)實時反應(yīng)與更優(yōu)的計算效率。在高性能計算方面，如超級計算機的芯片設(shè)計，混合鍵合技術(shù)可以使多個計算核心和存儲單元更緊密地結(jié)合，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高整體計算性能。 （二）更多類型芯片的封裝應(yīng)用拓展 除了已經(jīng)應(yīng)用的CPU、GPU和HBM等芯片，混合鍵合技術(shù)有望拓展到其他類型芯片的封裝中。例如在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）芯片領(lǐng)域，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能不斷增加，對芯片的集成度和性能要求也在提高?；旌湘I合技術(shù)可以幫助物聯(lián)網(wǎng)芯片在更小的體積內(nèi)集成更多的功能模塊，如傳感器接口、通信模塊和微處理器等，同時保證各模塊之間的高效連接。在汽車電子芯片方面，汽車智能化程度的提高使得汽車芯片需要處理更多的信息，包括自動駕駛相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)、車輛控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等?；旌湘I合技術(shù)可以應(yīng)用于汽車芯片的封裝，提高芯片的可靠性和性能，滿足汽車電子對芯片在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作的要求。另外，在5G通信芯片中，為了實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸和處理，混合鍵合技術(shù)可以優(yōu)化芯片內(nèi)部的連接結(jié)構(gòu)，提高信號傳輸速度和帶寬，從而提升5G通信設(shè)備的性能。 （三）在新型存儲技術(shù)中的應(yīng)用潛力 在新型存儲技術(shù)的發(fā)展過程中，混合鍵合技術(shù)也具有潛在的應(yīng)用價值。例如，隨著量子計算技術(shù)的逐漸發(fā)展，量子比特的存儲和控制需要特殊的芯片封裝技術(shù)?；旌湘I合技術(shù)可能通過其精確的連接和良好的熱管理特性，為量子芯片的封裝提供解決方案，確保量子比特的穩(wěn)定存儲和操作。在新興的非易失性存儲器（如電阻式隨機存取存儲器，RRAM）領(lǐng)域，混合鍵合技術(shù)可以用于提高芯片的集成度和性能，幫助實現(xiàn)更小尺寸、更高速度和更低功耗的存儲芯片設(shè)計。此外，對于一些具有特殊存儲結(jié)構(gòu)或功能的新型存儲器概念，混合鍵合技術(shù)能夠為其從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用提供技術(shù)支持，加速新型存儲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。

三、影響混合鍵合（HB）技術(shù)市場前景的因素

混合鍵合（HB）技術(shù)的市場前景受到多種因素的綜合影響，這些因素既包括技術(shù)本身的特性，也包括市場和企業(yè)戰(zhàn)略等方面的因素。

（一）技術(shù)優(yōu)勢的推動作用 混合鍵合技術(shù)具有多方面的技術(shù)優(yōu)勢，這是其市場前景看好的重要基礎(chǔ)。首先，混合鍵合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)極細微的間距，如前面提到的可以實現(xiàn)0.5 - 0.1μm的間距，連接密度可達到10K - 1MM/mm2，這一特性使得在芯片封裝過程中能夠大大提高單位面積內(nèi)的連接數(shù)量，從而提高芯片的集成度。例如在一些對空間和性能要求極高的芯片，如智能手機的芯片中，高集成度可以在不增加芯片體積的情況下集成更多的功能，如增加處理器核心數(shù)量、提高圖形處理能力或者增大存儲容量等。其次，無凸塊的連接方式減少了信號損耗，在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場景中，如5G通信和AI計算，信號的完整性對于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。混合鍵合技術(shù)通過直接的金屬互連和介電鍵合，能夠確保信號在芯片內(nèi)部和芯片之間快速、準(zhǔn)確地傳輸，減少數(shù)據(jù)傳輸錯誤和延遲。此外，混合鍵合技術(shù)在熱管理方面也有優(yōu)勢，由于其結(jié)構(gòu)特點，能夠更有效地散熱，這對于一些高性能芯片，如CPU和GPU，在長時間高負載運行時保持穩(wěn)定性能非常關(guān)鍵。 （二）成本與良率的制約因素 盡管混合鍵合技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，但成本和良率問題仍然是影響其市場前景的重要制約因素。從成本方面來看，混合鍵合技術(shù)的設(shè)備和工藝相對復(fù)雜，需要高精度的制造設(shè)備和嚴格的工藝控制。例如，混合鍵合設(shè)備通常由檢測系統(tǒng)、表面激活裝置、預(yù)處理系統(tǒng)以及鍵合臺等組件構(gòu)成，這些組件的研發(fā)、生產(chǎn)和維護成本較高，導(dǎo)致混合鍵合設(shè)備的整體成本較高。對于企業(yè)來說，設(shè)備成本的增加會直接影響到生產(chǎn)成本，從而影響產(chǎn)品的市場競爭力。在良率方面，混合鍵合技術(shù)在生產(chǎn)過程中面臨一些挑戰(zhàn)。由于其對工藝的精度要求極高，如芯片表面的平整度、銅墊的凹陷程度等因素都會影響鍵合的質(zhì)量，任何微小的偏差都可能導(dǎo)致鍵合失敗或者性能下降。這就需要企業(yè)在生產(chǎn)過程中投入更多的資源進行質(zhì)量控制，提高良率，否則會因為良率過低而增加生產(chǎn)成本，限制混合鍵合技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。 （三）市場需求與行業(yè)發(fā)展趨勢的影響 市場需求和行業(yè)發(fā)展趨勢對混合鍵合技術(shù)的市場前景有著重要的引導(dǎo)作用。隨著人工智能、高性能計算、5G通信等行業(yè)的快速發(fā)展，對高性能芯片的需求不斷增長。例如，AI應(yīng)用的不斷拓展對芯片的計算能力和數(shù)據(jù)處理速度提出了更高的要求，這就促使芯片制造商尋求更先進的封裝技術(shù)來提高芯片性能，混合鍵合技術(shù)正好滿足了這一需求。同時，隨著摩爾定律的放緩，傳統(tǒng)的芯片微縮技術(shù)逐漸面臨物理極限，芯片制造商開始更加依賴先進的封裝技術(shù)來提升芯片性能。在這種行業(yè)發(fā)展趨勢下，混合鍵合技術(shù)作為一種能夠提高芯片集成度和性能的先進封裝技術(shù)，其市場前景得到了進一步的推動。然而，如果市場對高性能芯片的需求增長不如預(yù)期，或者出現(xiàn)了其他可替代的技術(shù)解決方案，那么混合鍵合技術(shù)的市場前景可能會受到影響。

四、混合鍵合（HB）技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)的市場競爭情況

混合鍵合（HB）技術(shù)在市場上面臨著與其他相關(guān)技術(shù)的競爭，這些技術(shù)在不同的應(yīng)用場景和性能要求下各有優(yōu)劣。

（一）與傳統(tǒng)鍵合技術(shù)的競爭關(guān)系 傳統(tǒng)鍵合技術(shù)如引線鍵合和倒裝芯片鍵合在芯片封裝領(lǐng)域已經(jīng)有了長期的應(yīng)用歷史。引線鍵合是一種比較傳統(tǒng)的芯片連接技術(shù)，它通過金屬絲將芯片的電極與封裝基板或其他芯片的電極連接起來。這種技術(shù)的優(yōu)點是成本低、工藝簡單，適用于一些對性能要求不高、封裝密度較低的芯片產(chǎn)品。然而，隨著芯片性能需求的不斷提高，引線鍵合的局限性也逐漸顯現(xiàn)出來，例如其布線復(fù)雜程度隨著芯片引腳數(shù)量的增加而急劇上升，并且在信號傳輸速度和芯片集成度方面難以滿足現(xiàn)代高性能芯片的要求。倒裝芯片鍵合相對于引線鍵合在性能上有所提升，它采用微小銅凸點在芯片頂部形成連接，然后將芯片倒裝安裝在基板或其他芯片上。倒裝芯片鍵合能夠提高信號傳輸速度和芯片的集成度，但與混合鍵合技術(shù)相比，其連接密度仍然較低，并且在信號損耗和熱管理方面也存在一定的差距?；旌湘I合技術(shù)憑借其高連接密度、低信號損耗和良好的熱管理特性，在高端芯片封裝市場逐漸占據(jù)優(yōu)勢，但在一些對成本較為敏感、性能要求不高的低端芯片市場，傳統(tǒng)鍵合技術(shù)仍然具有一定的市場份額。 （二）與其他先進封裝技術(shù)的對比分析 在先進封裝技術(shù)領(lǐng)域，除了混合鍵合技術(shù)，還有如硅通孔（TSV）技術(shù)等。TSV技術(shù)是一種通過在硅芯片內(nèi)部鉆孔形成垂直貫通的電極并將多個芯片垂直3D堆疊的封裝方法。TSV技術(shù)結(jié)合微凸點的封裝技術(shù)可以在有限垂直空間內(nèi)實現(xiàn)更大的芯片堆疊密度，促使信號傳輸路徑明顯縮短，從而達到提高帶寬和降低功耗的作用。與混合鍵合技術(shù)相比，TSV技術(shù)在實現(xiàn)芯片垂直堆疊方面具有獨特的優(yōu)勢，特別是在一些對垂直連接要求較高的應(yīng)用場景中。然而，混合鍵合技術(shù)在水平連接密度和信號完整性方面表現(xiàn)更為出色，并且不需要像TSV技術(shù)那樣在硅芯片內(nèi)部進行復(fù)雜的鉆孔工藝。另外，一些新興的封裝技術(shù)，如Chiplet（芯粒）技術(shù)也在發(fā)展中。Chiplet技術(shù)是將復(fù)雜的芯片分解為多個較小的芯粒，然后再將這些芯粒集成到一個封裝中。雖然Chiplet技術(shù)和混合鍵合技術(shù)的應(yīng)用場景有所不同，但在一些需要高度集成和定制化的芯片設(shè)計中，兩者可能會存在一定的競爭關(guān)系?；旌湘I合技術(shù)可以為Chiplet的集成提供更高效的連接方式，提高芯粒之間的通信速度和整體性能。

五、不同行業(yè)對混合鍵合（HB）技術(shù)的需求趨勢

不同行業(yè)由于其自身的特點和發(fā)展需求，對混合鍵合（HB）技術(shù)有著不同的需求趨勢。

（一）半導(dǎo)體行業(yè)的需求趨勢 在半導(dǎo)體行業(yè)，隨著芯片制造工藝的不斷進步和性能要求的不斷提高，對混合鍵合技術(shù)的需求呈現(xiàn)出增長的趨勢。首先，在高性能計算芯片領(lǐng)域，如CPU和GPU，為了滿足不斷增長的計算需求，需要提高芯片的集成度和內(nèi)部連接速度?；旌湘I合技術(shù)的高連接密度和低信號損耗特性能夠滿足這一需求，使得芯片制造商能夠在不增加芯片面積的情況下集成更多的計算單元和緩存，提高芯片的性能。其次，在存儲芯片領(lǐng)域，特別是HBM等高性能存儲芯片，隨著數(shù)據(jù)存儲和讀取速度要求的提高，混合鍵合技術(shù)能夠幫助實現(xiàn)更高的堆疊密度和更快的信號傳輸，從而提高存儲芯片的帶寬和容量。此外，隨著半導(dǎo)體行業(yè)向更小尺寸、更高性能的方向發(fā)展，混合鍵合技術(shù)作為一種能夠突破傳統(tǒng)封裝技術(shù)瓶頸的手段，將越來越受到半導(dǎo)體企業(yè)的重視。 （二）人工智能行業(yè)的需求趨勢 人工智能行業(yè)是對混合鍵合技術(shù)需求增長較快的行業(yè)之一。AI應(yīng)用的核心是數(shù)據(jù)處理和算法運算，這需要大量的計算資源和高速的數(shù)據(jù)傳輸。在AI芯片的封裝方面，混合鍵合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)芯片內(nèi)部不同功能模塊（如計算核心、存儲單元等）之間的高效連接，提高數(shù)據(jù)傳輸速度和芯片的整體性能。例如，在深度學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練和推理過程中，需要在短時間內(nèi)處理海量的數(shù)據(jù)，混合鍵合技術(shù)的高連接密度和低信號損耗特性能夠確保數(shù)據(jù)在芯片內(nèi)部快速、準(zhǔn)確地傳輸，從而提高算法的運算效率。隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展，如大模型的不斷迭代升級，對計算能力和數(shù)據(jù)處理速度的要求會進一步提高，這將進一步推動人工智能行業(yè)對混合鍵合技術(shù)的需求。 （三）通信行業(yè)的需求趨勢 在通信行業(yè)，特別是隨著5G技術(shù)的普及和未來6G技術(shù)的研發(fā)，對高性能通信芯片的需求不斷增加。5G通信要求芯片能夠?qū)崿F(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸和處理，混合鍵合技術(shù)可以優(yōu)化通信芯片內(nèi)部的連接結(jié)構(gòu)，提高信號傳輸速度和帶寬，滿足5G通信的需求。例如，在5G基站芯片和智能手機的5G通信芯片中，混合鍵合技術(shù)可以幫助提高芯片的性能，增強信號的接收和發(fā)送能力。對于未來的6G技術(shù)，預(yù)計將對芯片的性能提出更高的要求，混合鍵合技術(shù)有望在6G通信芯片的研發(fā)和封裝中發(fā)揮重要作用，以滿足6G通信對超高速數(shù)據(jù)傳輸和極低延遲的要求。

先進芯片封裝清洗介紹

·         合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

·         水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

·         污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

·         這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

·         合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。