一、混合鍵合（HB）技術的市場應用現狀

混合鍵合（HB）技術在當前的市場應用中已經嶄露頭角，尤其在半導體行業展現出了巨大的潛力。

（一）在芯片封裝領域的應用情況 在芯片封裝方面，混合鍵合技術正逐漸成為一種關鍵技術。傳統的芯片封裝方式在面對不斷提升的性能需求時逐漸暴露出一些局限性，例如引線鍵合在面對芯片堆疊層數增加和引腳增多時，布線會變得極為復雜。而混合鍵合技術結合了介電鍵合和金屬互連，采用介電材料（如氧化硅）與嵌入式銅焊盤結合，無需焊料凸塊就能在硅晶片或芯片之間建立永久電連接。這種無凸塊的連接方式減少了信號損耗并改善了熱管理，從而提高了電氣性能。例如在一些高端CPU和GPU的封裝中，混合鍵合技術能夠實現更高的連接密度，滿足高性能計算和圖形處理對芯片內部信號快速傳輸的需求。據semianalysis的統計，混合鍵合可以實現0.5 - 0.1μm的間距，連接密度可以做到10K - 1MM/mm2，顯著高于之前的各代鍵合技術，這使得芯片在相同體積下能夠集成更多的功能元件，提高了芯片的整體性能。 （二）在HBM（高帶寬存儲器）生產中的應用進展 HBM作為高性能計算和人工智能領域的核心內存技術，其對帶寬和存儲容量的要求不斷提升。混合鍵合技術在HBM生產中的應用是當前的一個重要趨勢。SK海力士計劃于2026年在其HBM生產中采用混合鍵合技術，這一決策將徹底改變傳統封裝方式中銅焊盤之間使用凸塊和銅柱的繁瑣工藝。通過直接鍵合焊盤，混合鍵合技術不僅簡化了生產流程，還極大地提高了芯片的堆疊密度和帶寬。三星電子也在混合鍵合技術應用于HBM方面取得了進展，其先進封裝團隊高管表示成功制造了基于混合鍵合技術的16層堆疊HBM3內存樣品且工作正常，未來16層堆疊混合鍵合技術將用于HBM4內存量產。另外，根據SK海力士展示的技術路線圖，在未來的HBM4這一代產品中，為了實現更多層數的堆疊（達到12Hi/16Hi），或將引入混合鍵合技術以降低存儲芯片堆疊縫隙的高度。目前在HBM市場中，主流的MR - MUF工藝雖然在一定程度上滿足了部分需求，但隨著技術發展，混合鍵合技術有望憑借其優勢成為未來HBM主流堆疊技術。 （三）企業層面的應用情況 在企業層面，一些知名企業已經積極投入到混合鍵合技術的研發和應用中。例如，AMD是較早采用混合鍵合技術的企業，通過臺積電的混合鍵合技術將緩存堆疊在處理器上，實現了3D - V - Cache技術，使芯片接點密度提升15倍，互聯能效超過三倍。英特爾也在其架構規劃中涉及混合鍵合技術，計劃用于3D封裝FoverosDirect，其第二代產品的間距有望從第一代的9μm縮小至3μm。在國內，拓荊科技在混合鍵合設備研發和生產方面取得了重要成果，其推出的晶圓對晶圓鍵合產品Dione300是我國首臺國產混合鍵合設備，目前已具備量產能力，芯片對晶圓混合鍵合前表面預處理產品Propus也已發貨至客戶端驗證并通過，實現了產業化應用。這表明國內外企業都看到了混合鍵合技術在提升產品競爭力方面的巨大潛力，紛紛布局相關業務。

二、混合鍵合（HB）技術未來的潛在應用領域

混合鍵合（HB）技術由于其獨特的優勢，在未來有著廣泛的潛在應用領域。

（一）人工智能與高性能計算領域的深度應用 隨著人工智能（AI）技術的不斷發展，對計算能力和數據處理速度的要求越來越高。混合鍵合技術在AI芯片和高性能計算芯片的封裝方面具有重要意義。在AI訓練和推理過程中，大量的數據需要在不同的芯片組件之間快速傳輸，混合鍵合技術的高連接密度和低信號損耗特性能夠滿足這一需求。例如，未來英偉達的AI GPU將與HBM5內存采用3D堆疊形式集成，而混合鍵合技術有望在其中發揮關鍵作用，極大提升AI模型訓練與推理的速度。對于深度學習、自然語言處理等AI應用的子領域，當處理更復雜的數據集時，混合鍵合技術能夠幫助實現實時反應與更優的計算效率。在高性能計算方面，如超級計算機的芯片設計，混合鍵合技術可以使多個計算核心和存儲單元更緊密地結合，減少數據傳輸延遲，提高整體計算性能。 （二）更多類型芯片的封裝應用拓展 除了已經應用的CPU、GPU和HBM等芯片，混合鍵合技術有望拓展到其他類型芯片的封裝中。例如在物聯網（IoT）芯片領域，隨著物聯網設備的功能不斷增加，對芯片的集成度和性能要求也在提高。混合鍵合技術可以幫助物聯網芯片在更小的體積內集成更多的功能模塊，如傳感器接口、通信模塊和微處理器等，同時保證各模塊之間的高效連接。在汽車電子芯片方面，汽車智能化程度的提高使得汽車芯片需要處理更多的信息，包括自動駕駛相關的傳感器數據、車輛控制系統的數據等。混合鍵合技術可以應用于汽車芯片的封裝，提高芯片的可靠性和性能，滿足汽車電子對芯片在復雜環境下穩定工作的要求。另外，在5G通信芯片中，為了實現高速的數據傳輸和處理，混合鍵合技術可以優化芯片內部的連接結構，提高信號傳輸速度和帶寬，從而提升5G通信設備的性能。 （三）在新型存儲技術中的應用潛力 在新型存儲技術的發展過程中，混合鍵合技術也具有潛在的應用價值。例如，隨著量子計算技術的逐漸發展，量子比特的存儲和控制需要特殊的芯片封裝技術。混合鍵合技術可能通過其精確的連接和良好的熱管理特性，為量子芯片的封裝提供解決方案，確保量子比特的穩定存儲和操作。在新興的非易失性存儲器（如電阻式隨機存取存儲器，RRAM）領域，混合鍵合技術可以用于提高芯片的集成度和性能，幫助實現更小尺寸、更高速度和更低功耗的存儲芯片設計。此外，對于一些具有特殊存儲結構或功能的新型存儲器概念，混合鍵合技術能夠為其從實驗室走向實際應用提供技術支持，加速新型存儲技術的產業化進程。

三、影響混合鍵合（HB）技術市場前景的因素

混合鍵合（HB）技術的市場前景受到多種因素的綜合影響，這些因素既包括技術本身的特性，也包括市場和企業戰略等方面的因素。

（一）技術優勢的推動作用 混合鍵合技術具有多方面的技術優勢，這是其市場前景看好的重要基礎。首先，混合鍵合技術能夠實現極細微的間距，如前面提到的可以實現0.5 - 0.1μm的間距，連接密度可達到10K - 1MM/mm2，這一特性使得在芯片封裝過程中能夠大大提高單位面積內的連接數量，從而提高芯片的集成度。例如在一些對空間和性能要求極高的芯片，如智能手機的芯片中，高集成度可以在不增加芯片體積的情況下集成更多的功能，如增加處理器核心數量、提高圖形處理能力或者增大存儲容量等。其次，無凸塊的連接方式減少了信號損耗，在高速數據傳輸的應用場景中，如5G通信和AI計算，信號的完整性對于系統性能至關重要。混合鍵合技術通過直接的金屬互連和介電鍵合，能夠確保信號在芯片內部和芯片之間快速、準確地傳輸，減少數據傳輸錯誤和延遲。此外，混合鍵合技術在熱管理方面也有優勢，由于其結構特點，能夠更有效地散熱，這對于一些高性能芯片，如CPU和GPU，在長時間高負載運行時保持穩定性能非常關鍵。 （二）成本與良率的制約因素 盡管混合鍵合技術具有諸多優勢，但成本和良率問題仍然是影響其市場前景的重要制約因素。從成本方面來看，混合鍵合技術的設備和工藝相對復雜，需要高精度的制造設備和嚴格的工藝控制。例如，混合鍵合設備通常由檢測系統、表面激活裝置、預處理系統以及鍵合臺等組件構成，這些組件的研發、生產和維護成本較高，導致混合鍵合設備的整體成本較高。對于企業來說，設備成本的增加會直接影響到生產成本，從而影響產品的市場競爭力。在良率方面，混合鍵合技術在生產過程中面臨一些挑戰。由于其對工藝的精度要求極高，如芯片表面的平整度、銅墊的凹陷程度等因素都會影響鍵合的質量，任何微小的偏差都可能導致鍵合失敗或者性能下降。這就需要企業在生產過程中投入更多的資源進行質量控制，提高良率，否則會因為良率過低而增加生產成本，限制混合鍵合技術的大規模應用。 （三）市場需求與行業發展趨勢的影響 市場需求和行業發展趨勢對混合鍵合技術的市場前景有著重要的引導作用。隨著人工智能、高性能計算、5G通信等行業的快速發展，對高性能芯片的需求不斷增長。例如，AI應用的不斷拓展對芯片的計算能力和數據處理速度提出了更高的要求，這就促使芯片制造商尋求更先進的封裝技術來提高芯片性能，混合鍵合技術正好滿足了這一需求。同時，隨著摩爾定律的放緩，傳統的芯片微縮技術逐漸面臨物理極限，芯片制造商開始更加依賴先進的封裝技術來提升芯片性能。在這種行業發展趨勢下，混合鍵合技術作為一種能夠提高芯片集成度和性能的先進封裝技術，其市場前景得到了進一步的推動。然而，如果市場對高性能芯片的需求增長不如預期，或者出現了其他可替代的技術解決方案，那么混合鍵合技術的市場前景可能會受到影響。

四、混合鍵合（HB）技術與其他相關技術的市場競爭情況

混合鍵合（HB）技術在市場上面臨著與其他相關技術的競爭，這些技術在不同的應用場景和性能要求下各有優劣。

（一）與傳統鍵合技術的競爭關系 傳統鍵合技術如引線鍵合和倒裝芯片鍵合在芯片封裝領域已經有了長期的應用歷史。引線鍵合是一種比較傳統的芯片連接技術，它通過金屬絲將芯片的電極與封裝基板或其他芯片的電極連接起來。這種技術的優點是成本低、工藝簡單，適用于一些對性能要求不高、封裝密度較低的芯片產品。然而，隨著芯片性能需求的不斷提高，引線鍵合的局限性也逐漸顯現出來，例如其布線復雜程度隨著芯片引腳數量的增加而急劇上升，并且在信號傳輸速度和芯片集成度方面難以滿足現代高性能芯片的要求。倒裝芯片鍵合相對于引線鍵合在性能上有所提升，它采用微小銅凸點在芯片頂部形成連接，然后將芯片倒裝安裝在基板或其他芯片上。倒裝芯片鍵合能夠提高信號傳輸速度和芯片的集成度，但與混合鍵合技術相比，其連接密度仍然較低，并且在信號損耗和熱管理方面也存在一定的差距。混合鍵合技術憑借其高連接密度、低信號損耗和良好的熱管理特性，在高端芯片封裝市場逐漸占據優勢，但在一些對成本較為敏感、性能要求不高的低端芯片市場，傳統鍵合技術仍然具有一定的市場份額。 （二）與其他先進封裝技術的對比分析 在先進封裝技術領域，除了混合鍵合技術，還有如硅通孔（TSV）技術等。TSV技術是一種通過在硅芯片內部鉆孔形成垂直貫通的電極并將多個芯片垂直3D堆疊的封裝方法。TSV技術結合微凸點的封裝技術可以在有限垂直空間內實現更大的芯片堆疊密度，促使信號傳輸路徑明顯縮短，從而達到提高帶寬和降低功耗的作用。與混合鍵合技術相比，TSV技術在實現芯片垂直堆疊方面具有獨特的優勢，特別是在一些對垂直連接要求較高的應用場景中。然而，混合鍵合技術在水平連接密度和信號完整性方面表現更為出色，并且不需要像TSV技術那樣在硅芯片內部進行復雜的鉆孔工藝。另外，一些新興的封裝技術，如Chiplet（芯粒）技術也在發展中。Chiplet技術是將復雜的芯片分解為多個較小的芯粒，然后再將這些芯粒集成到一個封裝中。雖然Chiplet技術和混合鍵合技術的應用場景有所不同，但在一些需要高度集成和定制化的芯片設計中，兩者可能會存在一定的競爭關系。混合鍵合技術可以為Chiplet的集成提供更高效的連接方式，提高芯粒之間的通信速度和整體性能。

五、不同行業對混合鍵合（HB）技術的需求趨勢

不同行業由于其自身的特點和發展需求，對混合鍵合（HB）技術有著不同的需求趨勢。

（一）半導體行業的需求趨勢 在半導體行業，隨著芯片制造工藝的不斷進步和性能要求的不斷提高，對混合鍵合技術的需求呈現出增長的趨勢。首先，在高性能計算芯片領域，如CPU和GPU，為了滿足不斷增長的計算需求，需要提高芯片的集成度和內部連接速度。混合鍵合技術的高連接密度和低信號損耗特性能夠滿足這一需求，使得芯片制造商能夠在不增加芯片面積的情況下集成更多的計算單元和緩存，提高芯片的性能。其次，在存儲芯片領域，特別是HBM等高性能存儲芯片，隨著數據存儲和讀取速度要求的提高，混合鍵合技術能夠幫助實現更高的堆疊密度和更快的信號傳輸，從而提高存儲芯片的帶寬和容量。此外，隨著半導體行業向更小尺寸、更高性能的方向發展，混合鍵合技術作為一種能夠突破傳統封裝技術瓶頸的手段，將越來越受到半導體企業的重視。 （二）人工智能行業的需求趨勢 人工智能行業是對混合鍵合技術需求增長較快的行業之一。AI應用的核心是數據處理和算法運算，這需要大量的計算資源和高速的數據傳輸。在AI芯片的封裝方面，混合鍵合技術能夠實現芯片內部不同功能模塊（如計算核心、存儲單元等）之間的高效連接，提高數據傳輸速度和芯片的整體性能。例如，在深度學習算法的訓練和推理過程中，需要在短時間內處理海量的數據，混合鍵合技術的高連接密度和低信號損耗特性能夠確保數據在芯片內部快速、準確地傳輸，從而提高算法的運算效率。隨著AI技術的不斷發展，如大模型的不斷迭代升級，對計算能力和數據處理速度的要求會進一步提高，這將進一步推動人工智能行業對混合鍵合技術的需求。 （三）通信行業的需求趨勢 在通信行業，特別是隨著5G技術的普及和未來6G技術的研發，對高性能通信芯片的需求不斷增加。5G通信要求芯片能夠實現高速的數據傳輸和處理，混合鍵合技術可以優化通信芯片內部的連接結構，提高信號傳輸速度和帶寬，滿足5G通信的需求。例如，在5G基站芯片和智能手機的5G通信芯片中，混合鍵合技術可以幫助提高芯片的性能，增強信號的接收和發送能力。對于未來的6G技術，預計將對芯片的性能提出更高的要求，混合鍵合技術有望在6G通信芯片的研發和封裝中發揮重要作用，以滿足6G通信對超高速數據傳輸和極低延遲的要求。

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