一、混合键合的优势
更高的互连密度与更低的功耗,并显著提升互连速度;
突破内存墙,扩展处理器性能,混合键合支持XPU与存储器(如SRAM、DRAM)的直接键合。这种集成方式可以“打破内存墙”,使缓存容量得以增加并降低延迟;
实现光电融合(CPO),混合键合是光电通信(CPO)的关键使能技术,例如台积电的COUPE技术就是利用混合键合将光芯片(PIC)和电芯片(EIC)集成在一起。
二、 市场前景
混合键合是实现先进封装的终极键合技术。逻辑芯片采用D2W(芯片到晶圆)混合键合的趋势非常明确,这有效弥补了HBM领域采用该技术的时间不确定性。
TAM(总可达市场)预测上调:预计到2028年,混合键合设备市场规模将激增至14亿美元。2028年设备出货量预计为367台(24%高于Besi的中性预测,8%低于其乐观预测)。
逻辑应用:预计2028年逻辑芯片混合键合TAM为8.87亿美元,设备出货量237台(此前预测为103台)。
HBM应用:预计2028年HBM混合键合TAM为4.89亿美元,设备出货量130台。
三、 混合键合采用轨迹清晰
逻辑芯片对混合键合的采用是推动市场增长的核心驱动力,主要得益于它能实现更高的互连密度并降低功耗。
XPU到XPU(逻辑与逻辑键合):如AMD的Instinct GPU、Nvidia未来的Feynman GPU、苹果M5 Pro的融合架构。
XPU+存储(存储与逻辑键合):打破内存墙。例如AMD的3D V-Cache架构(将逻辑芯片与SRAM键合)、Nvidia Groq LPU,以及中国龙芯将HBM和DRAM集成在芯片上的应用。
CPO(光电通信):如台积电的COUPE技术,将光芯片(PIC)与电芯片(EIC)键合。
四、产能与设备预测
台积电(TSMC):预计其SolC封装产能将从2025年底的1万片/月增长到2028年的8万片/月(增长8倍),混合键合设备装机量将从目前的约65台增至440台。每增加1kwpm产能约需5-6台键合机。
英特尔:已有30台设备,预计随着Clearwater Forest和Diamond Rapids处理器在2027年量产,将恢复产能扩张,2028年装机量达约65台。
预计逻辑芯片混合键合设备装机量将在3年内增长4.5倍,2028年达到582台。
五、HBM渗透仍存不确定性(风险)
尽管混合键合在逻辑芯片中已成主流,但在HBM中的采用将更为渐进,因为当前的热压键合(TCB)仍能满足需求。原因包括:JEDEC可能放宽HBM高度标准、HBM4E可能保持12层堆叠、以及三星和SK海力士在散热方面的改进。
三星:可能在2027年的16层HBM4E中开始采用混合键合,但初期可能仅有1层使用。若HBM4E仅为12层,则采用时间将推迟至2028年的HBM5。
SK海力士与美光:预计将在2028年跟进,主要用于HBM5。届时TCB仍为主流,但出货量将开始下降。
HBM的键合精度要求较低,每kwpm产能仅需2-3台设备(不到逻辑芯片的一半)。预计2028年HBM键合市场总规模达18亿美元。
六、海外混合键合设备企业
BE Semiconductor Industries (Besi) :作为技术领导者,预计2028年在混合键合市场份额达76%(逻辑80%,HBM 70%)。
DISCO Corporation:2027年前主要受HBM和CoWoS驱动;2027年后,NAND CBA键合、BSPDN的采用、D2W混合键合的普及,以及SiC功率半导体的投资复苏将成为新动力。
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