专用设备行业深度研究：HBM：堆叠互联方兴未艾-241119（37页）.pdf

1、1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告：请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明专用设备专用设备强于大市强于大市维持2024年11月19日（评级）分析师 朱晔SAC执业证书编号：S1110522080001HBM：堆叠互联，方兴未艾：堆叠互联，方兴未艾行业深度研究2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明堆叠互联为堆叠互联为HBM核心工艺核心工艺HBM制造流程主要包括制造流程主要包括TSV、Bumping/Stacking和和KGSD测试三个环节：测试三个环节：3D堆叠方式允许芯片在垂直方向上连接，大大增加了单位面积内的存储密度和带宽，每一层通过硅通孔和微凸点互连技术与其他层连接，互联技

2、术尤为重要。1）通孔：通孔：TSV系垂直堆叠核心工艺系垂直堆叠核心工艺深孔刻蚀设备：深孔刻蚀设备：深孔刻蚀是TSV 的关键工艺，目前首选技术是基于 Bosch 工艺的干法刻蚀；铜填充设备：铜填充设备：解决高深宽比微孔内的金属化问题，提高互联孔的可靠性，系整个TSV工艺里最核心、难度最大的工艺；CMP设备：设备：TSV要求晶圆减薄至50m甚至更薄，要使硅孔底部的铜暴露出来，为下一步的互连做准备。2）键合：混合键合键合：混合键合，未来可期未来可期混合键合：混合键合：混合键合互连方案满足3D内存堆栈和异构集成的极高互连密度需求，并且可以显著降低整体封装厚度、更高电流负载能力、更好热性能。临时键合临时

3、键合&解键合：解键合：为满足TSV和三维堆叠型3D集成制造需求，减薄后晶圆厚度越来越薄，为了解决超薄晶圆的取放问题，业界通常采用临时键合与解键合技术。3）测试：复杂结构提出更高要求测试：复杂结构提出更高要求KGSD测试：测试：主要包括逻辑芯片测试、动态向量老化应力测试、TSV测试、高速性能测试、PHY I/O测试以及2.5DSIP测试。建议关注：建议关注：拓荆科技、芯源微、华海清科、精智达、长川科技、赛腾股份、芯碁微装（与电子组联合覆盖）。风险提示：风险提示：晶圆厂扩产不及预期的风险、供应链安全风险、技术开发风险摘要摘要请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明3堆叠互联为堆叠互联为HBMHBM核

4、心工艺核心工艺HBMHBM（High Bandwidth MemoryHigh Bandwidth Memory，高带宽内存）：，高带宽内存）：为满足巨量数据处理需求而设计的DRAM技术，提供超高数据传输速率。HBM通过使用堆叠内存芯片以及硅通孔（Through-Silicon Via,TSV）技术与微凸点（Microbump）互连来实现更高的带宽和更低的功耗，从而解决传统内存技术在处理高性能计算和图形密集型应用时面临的带宽瓶颈问题。资料来源：新华三公司集团公司官网，天风证券研究所资料来源：新华三公司集团公司官网，天风证券研究所图：图：HBMHBM芯片设计架构图芯片设计架构图图：图：传统传统2

5、D2D封装示意图封装示意图图：图：硅通孔（硅通孔（TSVTSV）和微凸点互连技术）和微凸点互连技术请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4堆叠互联为堆叠互联为HBMHBM核心工艺核心工艺HBMHBM制造流程主要包括制造流程主要包括TSVTSV、Bumping/StackingBumping/Stacking和和KGSDKGSD测试三个环节：测试三个环节：3D堆叠方式允许芯片在垂直方向上连接，大大增加了单位面积内的存储密度和带宽，每一层通过硅通孔（TSV）和微凸点互连技术与其他层连接，因此互联技术尤为重要。TSVTSV是是HBMHBM实现垂直互连的关键：实现垂直互连的关键：TSV是一种在硅片内部

6、钻孔并填充导电材料的技术，用于创建垂直连接。这些垂直连接允许电信号和热量在堆叠芯片之间传递，从而提高了数据传输速率并改善了热管理。微凸点互连（微凸点互连（MicrobumpMicrobump InterconnectInterconnect）技术用于连接堆叠在一起的内存芯片：）技术用于连接堆叠在一起的内存芯片：微凸点是微小的金属凸点，位于芯片的接触面上，用于建立物理和电气连接。这种连接方式对于高密度堆叠非常关键，因为它提供了稳定且高效的数据传输路径。资料来源：资料来源：SKSK海力士官网、海力士官网、H3CH3C，天风证券研究所，天风证券研究所图：图：HBMHBM工艺制造流程工艺制造流程请务必