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三星SK海力士都将在新一代HBM中采用混合键合技术

2024-06-24
来源:芯智讯

据业内最新消息显示,韩国DRAM芯片大厂三星SK海力士都计划在即将推出的新一代高带宽内存(HBM)中采用新的混合键合(Hybrid Bonding)技术。

晶圆键合也被称为混合键合,即芯片垂直堆叠,通过硅穿孔(TSV)或微型铜线连接,I/O直接连接,没有用到凸块连接。根据芯片堆叠方式,还有分为晶圆到晶圆(wafer-to-wafer)、晶圆到裸晶(wafer-to-die)和裸晶到裸晶(die-to-die)。

现在的DRAM是在同一晶圆单元层两侧周边元件,这会使表面积扩大,而3D DRAM则是基于现有的平面DRAM单元来做垂直堆叠,就像目前的3D NAND的单元垂直堆叠一样。三星和SK海力士都计划在不同DRAM晶圆上制造“单元”(Cell)和周边元件(peripherals),然后再通过混合键合连接,这将有助于控制器件的面积、提高单元密度。

SK海力士曾在其第三代8层堆叠的HBM2E上进行过测试,使用混合键合制程后,通过了所有可靠性测试。SK海力士还评价了该HBM在高温下的使用寿命,检查产品出货后客户在芯片黏合过程中可能出现的潜在问题。目前,SK海力士计划在新一代的HBM4上采用混合键合技术

目前三星也在研究4F Square DRAM,并有望在生产中应用混合键合技术。4F Square是一种单元数组结构,与目前商业化的6F Square DRAM相比,可将芯片表面积减少30%。

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另外,三星在其论文中指出,未来16层及以上的HBM必须采用混合键合技术(Hybrid bonding)。三星称,降低堆叠的高度是采用混合键合的主因,內存高度限制在775微米内,在这高度中须封装17个芯片(即一个基底芯片和16个核心芯片),因此缩小芯片间的间隙,是內存大厂必须克服的问题。

三星今年4月使用子公司Semes的混合键合设备制作了16层的HBM样品,并表示芯片运作正常。

另一家DRAM大厂美光此前在COMPUTEX 2024记者会上表示,公司也正着手开发HBM4,会考虑采用包括混合键合在内等相关技术,目前一切都在研究中。


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