半導體行業HBM之“設備材料”深度分析：HBM迭代，3D混合鍵合成設備材料發力點.pdf
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- 時間：2024/03/05
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半導體行業HBM之“設備材料”深度分析：HBM迭代，3D混合鍵合成設備材料發力點。HBM加速迭代，市場空間足：HBM突破“內存墻” ，實現高帶寬高容量，成為AI芯片最強輔助，我們認為HBM將持續迭代，I/O口數量以及單I/O口速 率將逐漸提升，HBM3以及HBM3e逐漸成為AI服務器主流配置，且產品周期相對較長，單顆容量及配置顆數逐步增加，預計HBM4于2026年發布。2024 年全球HBM市場有望超百億美元，市場空間足，國產供應鏈加速配套。
HBM3海力士率先引入MR-MUF，HBM4劍指混合鍵合：當前HBM采用“TSV+Bumping”+TCB鍵合方式堆疊（TSV一般由晶圓廠完成，封測廠可在堆疊環節 進行配套），但隨著堆疊層數的增加散熱效率很差，TCB不再滿足需求，海力士率先引入MR-MUF回歸大規模回流焊工藝，芯片之間用液態環氧模塑 料作為填充材料，導熱率比TC-NCF中的非導電薄膜高很多，但海力士也預計HBM4會引入混合鍵合Hybrid Bonding方案，取消互連凸塊。我們預判 當前HBM主流依然是TCB壓合，MR-MUF方案為過渡方案，未來混合鍵合是大趨勢。液態塑封料LMC依然是晶圓級封裝至關重要的半導體材料之一。
混合鍵合與TSV是3D封裝的核心，HBM“連接”與“堆疊”帶來設備材料端發展新機遇：混合鍵合分為晶圓對晶圓W2W和芯片對晶圓D2W，3D NAND使 用W2W，典型案例為長鑫存儲的Xstacking，CMOS層+存儲層采用W2W混合鍵合方案，預計HBM未來亦會采用W2W方案，W2W與D2W方案相比一般應用于 良率非常高的晶圓，避免損失。根據我們產業鏈研究，混合鍵合將充分帶動永久鍵合設備與減薄+CMP需求，根據BESI官方數據，預計存儲領域未 來貢獻混合鍵合設備明顯增量，保守預計2026年需求量超過200臺，減薄+CMP亦成為重要一環。當前HBM方案主要帶動固晶機、臨時鍵合與解鍵合、 塑封裝備以及TSV所需的PECVD、電鍍、CMP等設備；材料端則是TSV電鍍液、塑封料等。
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