一、混合键合（HB）技术的市场应用现状

混合键合（HB）技术在当前的市场应用中已经崭露头角，尤其在半导体行业展现出了巨大的潜力。

（一）在芯片封装领域的应用情况 在芯片封装方面，混合键合技术正逐渐成为一种关键技术。传统的芯片封装方式在面对不断提升的性能需求时逐渐暴露出一些局限性，例如引线键合在面对芯片堆叠层数增加和引脚增多时，布线会变得极为复杂。而混合键合技术结合了介电键合和金属互连，采用介电材料（如氧化硅）与嵌入式铜焊盘结合，无需焊料凸块就能在硅晶片或芯片之间建立永久电连接。这种无凸块的连接方式减少了信号损耗并改善了热管理，从而提高了电气性能。例如在一些高端CPU和GPU的封装中，混合键合技术能够实现更高的连接密度，满足高性能计算和图形处理对芯片内部信号快速传输的需求。据semianalysis的统计，混合键合可以实现0.5 - 0.1μm的间距，连接密度可以做到10K - 1MM/mm²，显著高于之前的各代键合技术，这使得芯片在相同体积下能够集成更多的功能元件，提高了芯片的整体性能。 （二）在HBM（高带宽存储器）生产中的应用进展 HBM作为高性能计算和人工智能领域的核心内存技术，其对带宽和存储容量的要求不断提升。混合键合技术在HBM生产中的应用是当前的一个重要趋势。SK海力士计划于2026年在其HBM生产中采用混合键合技术，这一决策将彻底改变传统封装方式中铜焊盘之间使用凸块和铜柱的繁琐工艺。通过直接键合焊盘，混合键合技术不仅简化了生产流程，还极大地提高了芯片的堆叠密度和带宽。三星电子也在混合键合技术应用于HBM方面取得了进展，其先进封装团队高管表示成功制造了基于混合键合技术的16层堆叠HBM3内存样品且工作正常，未来16层堆叠混合键合技术将用于HBM4内存量产。另外，根据SK海力士展示的技术路线图，在未来的HBM4这一代产品中，为了实现更多层数的堆叠（达到12Hi/16Hi），或将引入混合键合技术以降低存储芯片堆叠缝隙的高度。目前在HBM市场中，主流的MR - MUF工艺虽然在一定程度上满足了部分需求，但随着技术发展，混合键合技术有望凭借其优势成为未来HBM主流堆叠技术。 （三）企业层面的应用情况 在企业层面，一些知名企业已经积极投入到混合键合技术的研发和应用中。例如，AMD是较早采用混合键合技术的企业，通过台积电的混合键合技术将缓存堆叠在处理器上，实现了3D - V - Cache技术，使芯片接点密度提升15倍，互联能效超过三倍。英特尔也在其架构规划中涉及混合键合技术，计划用于3D封装FoverosDirect，其第二代产品的间距有望从第一代的9μm缩小至3μm。在国内，拓荆科技在混合键合设备研发和生产方面取得了重要成果，其推出的晶圆对晶圆键合产品Dione300是我国首台国产混合键合设备，目前已具备量产能力，芯片对晶圆混合键合前表面预处理产品Propus也已发货至客户端验证并通过，实现了产业化应用。这表明国内外企业都看到了混合键合技术在提升产品竞争力方面的巨大潜力，纷纷布局相关业务。

二、混合键合（HB）技术未来的潜在应用领域

混合键合（HB）技术由于其独特的优势，在未来有着广泛的潜在应用领域。

（一）人工智能与高性能计算领域的深度应用 随着人工智能（AI）技术的不断发展，对计算能力和数据处理速度的要求越来越高。混合键合技术在AI芯片和高性能计算芯片的封装方面具有重要意义。在AI训练和推理过程中，大量的数据需要在不同的芯片组件之间快速传输，混合键合技术的高连接密度和低信号损耗特性能够满足这一需求。例如，未来英伟达的AI GPU将与HBM5内存采用3D堆叠形式集成，而混合键合技术有望在其中发挥关键作用，极大提升AI模型训练与推理的速度。对于深度学习、自然语言处理等AI应用的子领域，当处理更复杂的数据集时，混合键合技术能够帮助实现实时反应与更优的计算效率。在高性能计算方面，如超级计算机的芯片设计，混合键合技术可以使多个计算核心和存储单元更紧密地结合，减少数据传输延迟，提高整体计算性能。 （二）更多类型芯片的封装应用拓展 除了已经应用的CPU、GPU和HBM等芯片，混合键合技术有望拓展到其他类型芯片的封装中。例如在物联网（IoT）芯片领域，随着物联网设备的功能不断增加，对芯片的集成度和性能要求也在提高。混合键合技术可以帮助物联网芯片在更小的体积内集成更多的功能模块，如传感器接口、通信模块和微处理器等，同时保证各模块之间的高效连接。在汽车电子芯片方面，汽车智能化程度的提高使得汽车芯片需要处理更多的信息，包括自动驾驶相关的传感器数据、车辆控制系统的数据等。混合键合技术可以应用于汽车芯片的封装，提高芯片的可靠性和性能，满足汽车电子对芯片在复杂环境下稳定工作的要求。另外，在5G通信芯片中，为了实现高速的数据传输和处理，混合键合技术可以优化芯片内部的连接结构，提高信号传输速度和带宽，从而提升5G通信设备的性能。 （三）在新型存储技术中的应用潜力 在新型存储技术的发展过程中，混合键合技术也具有潜在的应用价值。例如，随着量子计算技术的逐渐发展，量子比特的存储和控制需要特殊的芯片封装技术。混合键合技术可能通过其精确的连接和良好的热管理特性，为量子芯片的封装提供解决方案，确保量子比特的稳定存储和操作。在新兴的非易失性存储器（如电阻式随机存取存储器，RRAM）领域，混合键合技术可以用于提高芯片的集成度和性能，帮助实现更小尺寸、更高速度和更低功耗的存储芯片设计。此外，对于一些具有特殊存储结构或功能的新型存储器概念，混合键合技术能够为其从实验室走向实际应用提供技术支持，加速新型存储技术的产业化进程。

三、影响混合键合（HB）技术市场前景的因素

混合键合（HB）技术的市场前景受到多种因素的综合影响，这些因素既包括技术本身的特性，也包括市场和企业战略等方面的因素。

（一）技术优势的推动作用 混合键合技术具有多方面的技术优势，这是其市场前景看好的重要基础。首先，混合键合技术能够实现极细微的间距，如前面提到的可以实现0.5 - 0.1μm的间距，连接密度可达到10K - 1MM/mm²，这一特性使得在芯片封装过程中能够大大提高单位面积内的连接数量，从而提高芯片的集成度。例如在一些对空间和性能要求极高的芯片，如智能手机的芯片中，高集成度可以在不增加芯片体积的情况下集成更多的功能，如增加处理器核心数量、提高图形处理能力或者增大存储容量等。其次，无凸块的连接方式减少了信号损耗，在高速数据传输的应用场景中，如5G通信和AI计算，信号的完整性对于系统性能至关重要。混合键合技术通过直接的金属互连和介电键合，能够确保信号在芯片内部和芯片之间快速、准确地传输，减少数据传输错误和延迟。此外，混合键合技术在热管理方面也有优势，由于其结构特点，能够更有效地散热，这对于一些高性能芯片，如CPU和GPU，在长时间高负载运行时保持稳定性能非常关键。 （二）成本与良率的制约因素 尽管混合键合技术具有诸多优势，但成本和良率问题仍然是影响其市场前景的重要制约因素。从成本方面来看，混合键合技术的设备和工艺相对复杂，需要高精度的制造设备和严格的工艺控制。例如，混合键合设备通常由检测系统、表面激活装置、预处理系统以及键合台等组件构成，这些组件的研发、生产和维护成本较高，导致混合键合设备的整体成本较高。对于企业来说，设备成本的增加会直接影响到生产成本，从而影响产品的市场竞争力。在良率方面，混合键合技术在生产过程中面临一些挑战。由于其对工艺的精度要求极高，如芯片表面的平整度、铜垫的凹陷程度等因素都会影响键合的质量，任何微小的偏差都可能导致键合失败或者性能下降。这就需要企业在生产过程中投入更多的资源进行质量控制，提高良率，否则会因为良率过低而增加生产成本，限制混合键合技术的大规模应用。 （三）市场需求与行业发展趋势的影响 市场需求和行业发展趋势对混合键合技术的市场前景有着重要的引导作用。随着人工智能、高性能计算、5G通信等行业的快速发展，对高性能芯片的需求不断增长。例如，AI应用的不断拓展对芯片的计算能力和数据处理速度提出了更高的要求，这就促使芯片制造商寻求更先进的封装技术来提高芯片性能，混合键合技术正好满足了这一需求。同时，随着摩尔定律的放缓，传统的芯片微缩技术逐渐面临物理极限，芯片制造商开始更加依赖先进的封装技术来提升芯片性能。在这种行业发展趋势下，混合键合技术作为一种能够提高芯片集成度和性能的先进封装技术，其市场前景得到了进一步的推动。然而，如果市场对高性能芯片的需求增长不如预期，或者出现了其他可替代的技术解决方案，那么混合键合技术的市场前景可能会受到影响。

四、混合键合（HB）技术与其他相关技术的市场竞争情况

混合键合（HB）技术在市场上面临着与其他相关技术的竞争，这些技术在不同的应用场景和性能要求下各有优劣。

（一）与传统键合技术的竞争关系 传统键合技术如引线键合和倒装芯片键合在芯片封装领域已经有了长期的应用历史。引线键合是一种比较传统的芯片连接技术，它通过金属丝将芯片的电极与封装基板或其他芯片的电极连接起来。这种技术的优点是成本低、工艺简单，适用于一些对性能要求不高、封装密度较低的芯片产品。然而，随着芯片性能需求的不断提高，引线键合的局限性也逐渐显现出来，例如其布线复杂程度随着芯片引脚数量的增加而急剧上升，并且在信号传输速度和芯片集成度方面难以满足现代高性能芯片的要求。倒装芯片键合相对于引线键合在性能上有所提升，它采用微小铜凸点在芯片顶部形成连接，然后将芯片倒装安装在基板或其他芯片上。倒装芯片键合能够提高信号传输速度和芯片的集成度，但与混合键合技术相比，其连接密度仍然较低，并且在信号损耗和热管理方面也存在一定的差距。混合键合技术凭借其高连接密度、低信号损耗和良好的热管理特性，在高端芯片封装市场逐渐占据优势，但在一些对成本较为敏感、性能要求不高的低端芯片市场，传统键合技术仍然具有一定的市场份额。 （二）与其他先进封装技术的对比分析 在先进封装技术领域，除了混合键合技术，还有如硅通孔（TSV）技术等。TSV技术是一种通过在硅芯片内部钻孔形成垂直贯通的电极并将多个芯片垂直3D堆叠的封装方法。TSV技术结合微凸点的封装技术可以在有限垂直空间内实现更大的芯片堆叠密度，促使信号传输路径明显缩短，从而达到提高带宽和降低功耗的作用。与混合键合技术相比，TSV技术在实现芯片垂直堆叠方面具有独特的优势，特别是在一些对垂直连接要求较高的应用场景中。然而，混合键合技术在水平连接密度和信号完整性方面表现更为出色，并且不需要像TSV技术那样在硅芯片内部进行复杂的钻孔工艺。另外，一些新兴的封装技术，如Chiplet（芯粒）技术也在发展中。Chiplet技术是将复杂的芯片分解为多个较小的芯粒，然后再将这些芯粒集成到一个封装中。虽然Chiplet技术和混合键合技术的应用场景有所不同，但在一些需要高度集成和定制化的芯片设计中，两者可能会存在一定的竞争关系。混合键合技术可以为Chiplet的集成提供更高效的连接方式，提高芯粒之间的通信速度和整体性能。

五、不同行业对混合键合（HB）技术的需求趋势

不同行业由于其自身的特点和发展需求，对混合键合（HB）技术有着不同的需求趋势。

（一）半导体行业的需求趋势 在半导体行业，随着芯片制造工艺的不断进步和性能要求的不断提高，对混合键合技术的需求呈现出增长的趋势。首先，在高性能计算芯片领域，如CPU和GPU，为了满足不断增长的计算需求，需要提高芯片的集成度和内部连接速度。混合键合技术的高连接密度和低信号损耗特性能够满足这一需求，使得芯片制造商能够在不增加芯片面积的情况下集成更多的计算单元和缓存，提高芯片的性能。其次，在存储芯片领域，特别是HBM等高性能存储芯片，随着数据存储和读取速度要求的提高，混合键合技术能够帮助实现更高的堆叠密度和更快的信号传输，从而提高存储芯片的带宽和容量。此外，随着半导体行业向更小尺寸、更高性能的方向发展，混合键合技术作为一种能够突破传统封装技术瓶颈的手段，将越来越受到半导体企业的重视。 （二）人工智能行业的需求趋势 人工智能行业是对混合键合技术需求增长较快的行业之一。AI应用的核心是数据处理和算法运算，这需要大量的计算资源和高速的数据传输。在AI芯片的封装方面，混合键合技术能够实现芯片内部不同功能模块（如计算核心、存储单元等）之间的高效连接，提高数据传输速度和芯片的整体性能。例如，在深度学习算法的训练和推理过程中，需要在短时间内处理海量的数据，混合键合技术的高连接密度和低信号损耗特性能够确保数据在芯片内部快速、准确地传输，从而提高算法的运算效率。随着AI技术的不断发展，如大模型的不断迭代升级，对计算能力和数据处理速度的要求会进一步提高，这将进一步推动人工智能行业对混合键合技术的需求。 （三）通信行业的需求趋势 在通信行业，特别是随着5G技术的普及和未来6G技术的研发，对高性能通信芯片的需求不断增加。5G通信要求芯片能够实现高速的数据传输和处理，混合键合技术可以优化通信芯片内部的连接结构，提高信号传输速度和带宽，满足5G通信的需求。例如，在5G基站芯片和智能手机的5G通信芯片中，混合键合技术可以帮助提高芯片的性能，增强信号的接收和发送能力。对于未来的6G技术，预计将对芯片的性能提出更高的要求，混合键合技术有望在6G通信芯片的研发和封装中发挥重要作用，以满足6G通信对超高速数据传输和极低延迟的要求。

先进芯片封装清洗介绍

·          研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

·         水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

·         污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

·         这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

·          运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。