Гибридное склеивание: основная технология, определяющая будущее передовой упаковки
По мере того, как полупроводниковые технологии быстро развиваются, закон Мура сталкивается с проблемами. Традиционные процессы упаковки все чаще не справляются с требованиями к уменьшению размеров стружки и более высокими требованиями к производительности. Технология гибридного склеивания представляет собой революционное решение, позволяющее создавать межсоединения сверхвысокой плотности и преодолевая ограничения традиционной упаковки на основе пайки.
Гибридное соединение устраняет необходимость в обычных микроударах, используя атомное соединение меди с медью в сочетании с диэлектрическими слоями (такими как SiO₂) для прямого соединения чипов. В результате этого процесса достигается субмикронный (<1μm) interconnects, increasing interconnect density by 100x to 1000x, which is essential for advanced packaging. Compared to traditional packaging, hybrid bonding offers unprecedented performance and space optimization.
Основная технология: механизм соединения без ударов
Суть гибридного соединения заключается в устранении традиционных микроударов, а вместо этого используется медно-медное соединение и диэлектрические ковалентные соединения (например, SiO₂). Это обеспечивает высокоэффективную электропроводимость и оптимизированную электрическую изоляцию, обеспечивая четкость сигнала и снижая ток утечки. Этот процесс также увеличивает скорость переключения транзисторов, пропускную способность и общую производительность чипа.
Основные сценарии применения: от HBM до чипов искусственного интеллекта
- Память с высокой пропускной способностью (HBM):В корпусах памяти HBM5 гибридное склеивание является единственным решением, соответствующим стандартам JEDEC. Он сжимает межслойное расстояние до 1-2 мкм и поддерживает 20-слойную укладку общей высотой ≤775 мкм. Крупные компании, такие как SK Hynix и Samsung, планируют использовать этот процесс в массовом производстве, начиная с 2026 года, ориентируясь на пропускную способность 6,56 ТБ/с.
- Гетерогенная интеграция и чипы искусственного интеллекта:SoIC TSMC интегрирует логические чипы (например, узел N3) и SRAM через гибридное соединение, обеспечивая 3D-стекирование для чипов AMD MI300 AI, повышая эффективность межсоединений в 3 раза. Платформа Broadcom XDSiP сочетает в себе 12 слоев HBM с кремниевыми чипами диаметром 6000 мм², достигая в 7 раз большей плотности сигнала по сравнению с традиционной корпусировкой и снижая энергопотребление физического интерфейса на 90%.
- Датчики изображения и хранение данных:В приложениях CIS (Image Sensor) такие компании, как Sony и Samsung, используют гибридное соединение для соединения пиксельных слоев и логических слоев, снижая потери оптического пути на 30%. В хранении данных 3D NAND V10 NAND от Samsung (который будет массово производиться к 2025 году) использует гибридное соединение для решения проблем надежности стекирования в 420-слойных стеках, значительно повышая стабильность соединения.
Несмотря на значительные достижения, гибридное склеивание по-прежнему сталкивается с рядом технических проблем:
- Плоскостность поверхности:Шероховатость диэлектрического слоя должна быть ниже 0,5 нм (медный слой) <2nm), which requires nano-level CMP (chemical mechanical polishing) processes.
- Контроль чистоты:Гибридные соединения чрезвычайно чувствительны к загрязнению частицами. Даже частицы размером 1 мкм могут образовать пустоты толщиной 10 мм, что требует условий для чистых помещений класса 1 (уровень ISO 3).
- Точность юстировки:Точность выравнивания для гибридного оборудования для склеивания должна составлять ±100 нм, при этом передовое оборудование достигает точности ±50 нм.
Являясь ведущим производителем оборудования, Smartnoble стремится предоставлять передовые решения для гибридных соединений для полупроводниковой промышленности. Наше оборудование включает в себя:
- Прецизионные системы склеивания:Обеспечение высококачественных соединений медного и диэлектрического слоев.
- Наноуровневые системы CMP:Обеспечение гладких поверхностей и достижение высокой плоскостности.
- Автоматизированное оборудование для очистки и контроля:Обеспечение чистой среды и точного выравнивания во время производства.
Связаться us:www.smartnoble.com