SK海力士HBM4E將導(dǎo)入混合鍵合技術(shù)

SK 海力士從第七代高帶寬存儲器（HBM4E）開始應(yīng)用“混合鍵合”?；旌湘I合是一種直接用銅連接DRAM頂部和底部的技術(shù)。由于它不需要HBM目前使用的微凸塊（焊球）和鍵合材料，因此有望給半導(dǎo)體行業(yè)帶來重大變化。

SK海力士副總裁Lee Kang-wook于11月5日至8日在釜山舉行的韓國微電子和封裝學(xué)會國際會議“ISMP-IRSP 2024”上公布了HBM封裝路線圖。根據(jù)路線圖，已經(jīng)確認(rèn)SK海力士從HBM4E開始采用混合鍵合技術(shù)來堆疊和接合DRAM。HBM4E是SK海力士正在開發(fā)的產(chǎn)品，計劃于2026年量產(chǎn)。這是該公司首次明確采用混合鍵合技術(shù)的時間。

Lee Kang-wook表示，“隨著HBM封裝高度的增加，需要減小DRAM堆疊間隙，還需要改用混合接合方法進(jìn)行熱管理。”

從HBM4開始，封裝高度從現(xiàn)有的720微米（?）增加到775?。HBM4可以繼續(xù)現(xiàn)有的層壓方法，但從HBM4E開始，需要進(jìn)行新的封裝工藝轉(zhuǎn)換。這是因為堆疊 DRAM 之間的間隙必須最小化，并且熱管理能力必須提高。

SK海力士目前正在使用質(zhì)量回流成型底部填充（MR-MUF）方法進(jìn)行HBM層壓。這是一種通過微凸塊連接 DRAM 的堆疊方法，然后用液體底部填充材料填充空白空間以使其硬化?；旌湘I合通過硅通孔電極 (TSV) 直接連接銅與銅，而不是使用微凸塊，不需要底部填充材料。它不僅最大限度地縮小了頂部和底部 DRAM 之間的間隙，而且沒有微凸塊電阻，因此信號傳輸速度快，熱量管理高效。

Lee Kang-wook表示，“混合接合有許多挑戰(zhàn)需要解決，例如化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）、異物（顆粒）控制和連接（互連）成品率，由于確定通過 HBM3 12 層的混合鍵合性能和可靠性，我們?nèi)〉昧肆己玫慕Y(jié)果?！?/p>

Lee Kang-wook預(yù)測，預(yù)計具有20層或更多層的第8代HBM“HBM5”將轉(zhuǎn)換為完整的混合接合系統(tǒng)，將引入三維（3D）封裝。目前搭載HBM的人工智能加速器，處理器（圖形處理單元）位于中央，HBM位于兩側(cè)，是2.5D封裝。3D 封裝是一種將HBM堆疊在處理器頂部的方法，預(yù)計硅中介層和基板等封裝組件將發(fā)生重大變化。