>> 廣發(fā)證券-半導(dǎo)體行業(yè)“AI的iPhone時(shí)刻”系列17：HBM持續(xù)向高集成度、高帶寬發(fā)展，混合鍵合有望成為下一代HBM制造關(guān)鍵技術(shù)-230813
| 上傳日期： |
2023/8/13 |
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| 格式： |
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來源： |
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| 評(píng)級(jí)： |
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作者： |
許興軍,王亮,耿正 |
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核心觀點(diǎn)：
HBM憑借高集成度、高帶寬等優(yōu)勢(shì)，成為AI加速芯片的主流存儲(chǔ)解決方案。HBM是基于硅通孔（TSV）和微凸點(diǎn)（Microbump）技術(shù)將多個(gè)DRAM die和Logic die堆疊而成的具有三維結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)產(chǎn)品。HBM具有高集成度、大容量、高帶寬、低功耗的特點(diǎn)，可滿足AI加速芯片訓(xùn)練/推理過程中大量數(shù)據(jù)吞吐及伴隨而來的存儲(chǔ)高帶寬需求，目前是主流AI加速芯片的存儲(chǔ)方案。HBM持續(xù)向更多堆疊層數(shù)、更大容量、更高帶寬方向發(fā)展。
混合鍵合可有效提高互連密度、縮減die間距離，有望成為下一代HBM制造的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前HBM制造中，實(shí)現(xiàn)上下層DRAM die連接的主要方案有TC-NCF (Thermo-compression bonding with non-conductive film，非導(dǎo)電薄膜-熱壓鍵合)和MR-MUF (Mass Reflow Molded Underfill，批量回流焊-模塑底部填充)。TC-NCF工藝中先使用非導(dǎo)電薄膜填充DRAM die微凸點(diǎn)側(cè)的微凸點(diǎn)間空隙，之后使用熱壓鍵合工藝連接兩層die；MR-MUF工藝中先通過回流焊連接兩層die，之后灌注高分子材料填充微凸點(diǎn)間空隙。混合鍵合工藝前，晶圓/芯片鍵合界面有金屬（比如銅）和介電材料（比如SiOx、Polymer）組成，金屬表面略低于介電材料；鍵合過程先由介電材料接觸產(chǎn)生共價(jià)鍵，之后在退火中金屬膨脹接觸并形成密切永久鍵合；由于金屬與金屬、介電材料與介電材料分別鍵合，因此被稱為混合鍵合（Hybrid Bonding）。在HBM中使用混合鍵合相較于此前工藝優(yōu)勢(shì)在于：一是更小的橫向互連間距（pitch），根據(jù)EVG數(shù)據(jù)，基于混合鍵合工藝的HBM中，互連間距可縮小至3μm，更高的互連密度意味著芯片間可以實(shí)現(xiàn)更高的帶寬、更大的電流；二是更小的die間距離，根據(jù)海力士數(shù)據(jù)，基于混合鍵合工藝的HBM相較于傳統(tǒng)HBM（相同層數(shù)DRAM die堆疊），前者高度減少可達(dá)15%以上。HBM主要供應(yīng)商海力士、三星等表示混合鍵合有望應(yīng)用于新一代HBM產(chǎn)品、成為HBM制造關(guān)鍵技術(shù)。
拓荊科技：布局混合鍵合產(chǎn)品，產(chǎn)品研發(fā)/客戶導(dǎo)入進(jìn)展順利。拓荊科技是本土少數(shù)布局混合鍵合設(shè)備的半導(dǎo)體設(shè)備廠商，根據(jù)公司2023年7月投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表，公司目前研制了兩款混合鍵合設(shè)備，晶圓對(duì)晶圓鍵合產(chǎn)品（Dione 300）和芯片對(duì)晶圓鍵合表面預(yù)處理產(chǎn)品（Pollux），兩款設(shè)備均已出貨至客戶端進(jìn)行驗(yàn)證。
投資建議：AIGC推動(dòng)AI服務(wù)器需求增長，建議關(guān)注：算力：海光信息、工業(yè)富聯(lián)、芯原股份、龍芯中科等；連接：源杰科技、瀾起科技、裕太微、聚辰股份、帝奧微等；PCB：勝宏科技、滬電股份；存儲(chǔ)：深科技、北京君正、兆易創(chuàng)新、東芯股份等；電源：杰華特；制造：中芯國際、長電科技、通富微電、甬矽電子等；應(yīng)用：?？低?、大華股份、韋爾股份、思特威、格科微、恒玄科技、晶晨股份等；制造設(shè)備：拓荊科技等。
風(fēng)險(xiǎn)提示：AIGC發(fā)展不及預(yù)期，AI服務(wù)器出貨量不及預(yù)期，國產(chǎn)廠商技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)展不及預(yù)期。
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