近日據(jù)知情人士透露,韓國設(shè)備廠商韓美半導(dǎo)體(Hanmi Semiconductor)通知中國客戶,將暫停供應(yīng)熱壓鍵合機(TC Bonder)。要知道,熱壓鍵合是生產(chǎn)高帶寬內(nèi)存(HBM)芯片的核心裝備,韓國此次斷供明顯是沖著中國HBM產(chǎn)業(yè)來的,企圖將打斷中國HBM產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。一、熱壓鍵合:HBM芯片的“精密焊工”
我們知道自從人工智能爆發(fā)以來,HBM就成為炙手可熱的核心部件之一,其是一種通過垂直堆疊多層DRAM芯片實現(xiàn)高帶寬、低功耗的內(nèi)存技術(shù),廣泛應(yīng)用于AI芯片、高性能計算(HPC)等領(lǐng)域。
而TC Bonder的作用,正是將這些芯片像“疊積木”一樣精準(zhǔn)地堆疊并鍵合,確保電氣連接和散熱性能。其核心工藝涉及三個關(guān)鍵點:
1、亞微米級對準(zhǔn)精度:芯片間的凸點(Bump)需精準(zhǔn)對接,誤差需控制在±1微米內(nèi),否則會導(dǎo)致短路或信號失效。
2、高溫高壓控制:通過瞬間升溫至300°C以上(升溫速率達100°C/s)熔化錫球,再施加壓力使芯片鍵合,最后快速冷卻固化。整個過程需在數(shù)秒內(nèi)完成,對溫度曲線的控制要求極高。
3、良率決定者:TC Bonder的精度和穩(wěn)定性直接決定了HBM的良率。例如,12層堆疊的HBM3E芯片若鍵合失誤,可能直接報廢,損失高達數(shù)千美元。
也就是說,沒有TC Bonder,HBM芯片的復(fù)雜堆疊結(jié)構(gòu)就無從實現(xiàn)。甚至全球存儲巨頭(如SK海力士、三星)在擴產(chǎn)HBM時,TC Bonder的采購優(yōu)先級甚至高于光刻機。
巧合的是,當(dāng)前全球TC Bonder設(shè)備主要被相關(guān)的韓國廠商所壟斷。如上述提到的韓美半導(dǎo)體(Hanmi Semiconductor)占據(jù)HBM3E設(shè)備90%的市場份額,獨家供應(yīng)SK海力士的12層堆疊工藝,單臺設(shè)備售價約20億韓元(約合人民幣1000萬元)。其最新型號“Griffin”支持TC+MUF混合工藝,已獲美光大額訂單。其次,不得不提的是三星子公司SEMES,其主攻TC-NCF工藝,2024年出貨量達到了2500億韓元,并研發(fā)混合鍵合技術(shù)以適配下一代HBM4。另外,日本新川(Shinkawa)和東麗(Toray)提供高精度熱控模塊,也涉及TC Bonder設(shè)備部分核心環(huán)節(jié)。而當(dāng)前中國廠商中涉及TC Bonder設(shè)備的只有普萊信的“Loong系列”設(shè)備,雖然已實現(xiàn)±1μm精度,但尚未通過大規(guī)模量產(chǎn)驗證,且僅支持部分工藝(如TC-NCF),與韓國半導(dǎo)體廠商的技術(shù)代差的落后。并且當(dāng)前韓國廠商的壟斷地位不僅體現(xiàn)在單獨設(shè)備廠商,其已與存儲巨頭進行了深度綁定。例如,韓美半導(dǎo)體與SK海力士聯(lián)合研發(fā)設(shè)備,甚至根據(jù)客戶需求定制工藝參數(shù),形成技術(shù)壁壘。這種“設(shè)備-制造”生態(tài)閉環(huán),使得后來者極難突破。因此,此次斷供對中國HBM廠商的影響將是廣泛的。三、韓國斷供TC Bonder對中國HBM廠商的影響隨著人工智能需求的保障,HBM的應(yīng)用也越來越廣泛。在此背景之下,雖然韓國主導(dǎo)了全球HBM市場,但近期中國HBM的突破也在明顯增速。據(jù)公開消息,某國產(chǎn)存儲廠商已經(jīng)于2024年下半年實現(xiàn)了HBM2的量產(chǎn),比原計劃提前了兩年。據(jù)說其目標(biāo)是在2026年實現(xiàn)量產(chǎn)第四代HBM3,2027年量產(chǎn)第五代HBM3E。也就是說,雖然中國整體HBM產(chǎn)業(yè)落后于韓國至少2年以上的時間,但追趕的速度是驚人的。因此,時常有韓國業(yè)界趕到恐慌。而此次,韓國斷供TC Bonder顯然有此考量。具體來說,如果韓國斷供TC Bonder成為實現(xiàn),對中國HBM產(chǎn)業(yè)將以下幾個方面的挑戰(zhàn)。首當(dāng)其沖的就是,短期內(nèi)國產(chǎn)HBM產(chǎn)能的擴張將受到極大的限制。其次,就是國產(chǎn)HBM的良率或?qū)⒔档停啾榷?/span>國產(chǎn)設(shè)備良率若僅能達到80%,而韓國設(shè)備可達到95%,這也將導(dǎo)致晶圓加工的成本增加將近30%。最為嚴重的是,設(shè)備的斷供將使得國產(chǎn)HBM技術(shù)迭代的停滯;HBM3E已進入12層堆疊階段,下一代HBM4需更高精度的混合鍵合技術(shù)(Hybrid Bonding)。韓國企業(yè)已布局相關(guān)設(shè)備研發(fā),而中國尚處于空白。
因此,發(fā)展國內(nèi)的TC Bonder,已經(jīng)刻不容緩!這不僅關(guān)系到國產(chǎn)HBM產(chǎn)業(yè)能否突圍,更深遠的影響在于,HBM是AI芯片的核心部件,斷供可能延緩中國AI芯片企業(yè)的算力升級,進而影響大模型訓(xùn)練等前沿領(lǐng)域的發(fā)展。