混合键合技术：未来HBM市场的关键驱动力

当前，HBM芯片已成为AI计算的标配，其核心优势源于DRAM芯片的垂直堆叠结构。主流的芯片堆叠技术为热压键合（TCB），但随着HBM技术迭代，TCB技术逐渐暴露出瓶颈，特别是在晶片堆叠层数超过16层时，传统凸点结构影响良率和信号完整性。
混合键合技术作为一种革命性解决方案，无需凸点，直接进行铜-铜直接键合，实现更紧密的芯片互联。相比TCB，混合键合技术的互连密度提高15倍，速度提升11.9倍，频宽密度提升191倍，能效性能提升超100倍，每互连成本低了10倍，并将HBM堆叠温度降低20%。
尽管混合键合面临基础设施成本高、量产技术挑战大等问题，但它仍是未来HBM技术发展的必然方向。Yole预测，到2030年混合键合装置市场将达到3.97亿美元，累计装机量预计在960至2000台之间。
从TC键合到混合键合：HBM封装的必由之路
由于摩尔定律放缓，行业转向采用小芯片和3D整合芯片（3DIC）技术以提升性能并降低成本。封装已成为驱动AI芯片性能提升的关键因素。根据Yole Group报告，晶片键合技术的发展路径包括标准倒装芯片 → 助焊剂型TCB → 无助焊剂TCB → 铜-铜直接键合→混合键合。混合键合代表了这一技术路线的最终目标。
逻辑芯片应用、记忆体和共同封装光学（CPO）的应用以及新兴应用如智能眼镜、微显示器、传感器和智能手机等，都将推动混合键合技术的发展。例如，辉达推出的Spectrum-X乙太网路交换机和Quantum-X800 InfiniBand交换机都采用了混合键合技术。
韩国的本土激烈内战
在全球混合键合装置市场上，韩国厂商表现尤为亮眼。荷兰公司Besi通过与美国应用材料（AMAT）合作，在混合键合领域取得显著进展。ASMPT则向逻辑市场客户交付了首台混合键合装置，并获得了用于HBM应用的新一代装置订单。
韩美半导体和韩华半导体是两大主要TC键合装置供应商，也在混合键合领域展开竞争。韩美半导体计划于2026年下半年建成混合键合机工厂，并与TES签署技术合作协议。韩华半导体则完成了第二代混合键合机的开发。LG电子通过国家项目联合仁荷大学和庆北科技园区，计划在2030年实现混合键合装置全面商业化。
三星通过其子公司SEMES布局混合键合领域，旨在增强自身在HBM封装上的掌控力。此外，中国拓荆科技和青禾晶元也在混合键合装置领域有所布局，青禾晶元推出了全球首台C2W&W2W双模式混合键合装置SAB8210CWW。
市场机遇展望
混合键合技术将在未来的AI计算、高性能计算和其他前沿技术中发挥关键作用。根据Besi预测，到2030年混合键合市场规模将达到12亿欧元。该预测基于HBM5等新一代高频宽存储器将逐渐从传统的TCB技术转向混合键合技术的假设。
混合键合技术不仅提高了互连密度和频宽密度，还大幅降低了能耗，这使其成为未来HBM技术发展的必然选择。尽管目前仍面临技术挑战和高昂的成本，但各大厂商积极投入研发，推动混合键合技术走向成熟。
总之，随着混合键合技术的不断进步和市场需求的增长，全球半导体产业将迎来新一轮的技术变革和发展机遇。各家公司需抓住这一时机，加速技术创新，以确保在未来市场竞争中占据有利地位。