新聞 : HBM4 大戰開打！記憶體晶片堆疊難解，Hybrid Bonding 成突破關鍵

韓國記憶體大廠 SK 海力士首度參展 COMPUTEX 2024，展出最新 HBM3E 記憶體以及 MR-MUF 技術（Mass Re-flow Molded Underfill），並透露晶片堆疊上 Hybrid bonding 將成為很重要的一環。

MR-MUF 將半導體晶片貼附在電路上，在堆疊晶片時使用「EMC」（液態環氧樹脂模塑膠）填充晶片間或晶片與凸塊間間隙的製程。目前 MR-MUF 技術可讓晶片間更緊密，散熱性能提高 10%、能效提高 10%、產品容量達 36GB，且能堆疊 12 層。

至於三星、美光等競爭對手採用 TC-NCF 技術（thermal compression with non-conductive film，非導電薄膜熱壓縮），需要透過高溫、高壓將材料轉為固體再進行融化，後續再進行清洗，總工序超過 2-3 個步驟，MR-MUF 一次即可完成，不需再做清潔。與 NCF相比，MR-MUF 導熱率高出約兩倍，對製程速度和良率都有很大影響。

由於堆疊層數越來越多，HBM 封裝厚度受限於 775 微米（μm），因此記憶體廠必須思考如何在一定高度內堆疊更多層數，對目前封裝技術也是大挑戰，而混合鍵合（Hybrid bonding）很可能成為解方之一。

混合鍵合視為 HBM 產業的「夢幻製程」，目前技術使用微凸塊（micro bumps）材料連接 DRAM 模組，但混合鍵合技術可移除微凸塊，大幅降低晶片厚度。

SK 海力士透露，未來晶片堆疊上將拿掉 bump，採用特殊材料填充並連接晶片，這種材料類似液體或膠水狀態，兼具散熱、保護晶片的功能，可使整個晶片堆疊起來更薄。

SK 海力士透露，計劃 2026 年量產 16 層 HBM4 記憶體，HBM4 將採混合鍵合（Hybrid bonding）堆疊更多DRAM。SK 海力士 HBM 先進技術團隊負責人 Kim Gwi-wook 指出，HBM4 正研究混合鍵合以及 MR-MUF，但目前良率並不高。如果客戶要求的產品層數超過 20 層，由於厚度限制，可能不得不尋求新的製程。但這次在COMPUTEX 詢問 SK 海力士，他們認為透過 Hybrid bonding 技術有機會堆疊超過 20 層以上（即不超過 775 微米）。

據韓媒報導，HBM4E 將是 16-20 層產品，推論有望 2028 年登場，SK 海力士首度將在 HBM4E 中應用 10 奈米第六代（1c）DRAM，記憶體容量有望大幅提升。

由 科技新報 轉載