混合键合技术（Hybrid Bonding）技术

逍遥设计自动化

引言
( L8 a* t$ S5 u1 S在半导体产业的发展历程中，曝光技术一直处于核心地位，推动着芯片线宽不断缩小。然而，随着我们进入后摩尔时代，芯片设计的理念发生了根本性的转变。在这个新时代，芯片堆叠技术与传统的微缩工艺同样重要，而键合技术则成为实现芯片堆叠的基础[1]。

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为什么键合技术变得如此重要？
1 ~- h; V( o3 O+ p: C键合技术的线宽和能耗性能直接影响着整个芯片系统的性能上限。这使得混合键合技术（Hybrid Bonding）在当今半导体产业中的地位日益突出。

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! N& B8 E) l# c! C# Y+ A! ?! g0 z/ ?; bAI系统推动技术变革
近年来，AI相关芯片的需求呈现爆发式增长。由于大型语言模型的规模不断扩大，单一芯片已经无法容纳完整的模型。因此，AI芯片设计逐渐演变为系统化的设计方案。

在典型的AI系统中，我们会看到多种类型的芯片协同工作：
3 I5 Y6 @0 z) n" v2 n各类运算芯片（CPU、GPU、ASIC等）
9 [; ]  L' \. d/ d3 r) W记忆体芯片（如高带宽内存HBM）

系统设计者发现，通过调整芯片之间的物理距离，可以显著提升系统性能并降低能耗。这促使了从PCB板级互连向更紧凑的封装方案演进：
3 I8 m/ e! K" S" |$ ?载板封装
2.5D封装
3D封装
7 w  N3 t/ h+ m
! ?0 v- }( M3 ~混合键合技术的广泛应用
  T; V7 `, {) }( X混合键合技术的应用范围非常广泛，已经渗透到半导体产业的多个领域：
" j; C# u- P* h( _: e3 ]CMOS图像传感器
3D NAND闪存
高带宽内存（HBM）
3D封装技术
3 M. v2 Y+ v1 g7 R3 \

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( L7 n7 V5 j7 @& q3 Z" s3 U7 V" b
' D& Z' _8 |# I5 C值得注意的是，下一代HBM 4可能部分采用混合键合技术，而HBM 5则必须依赖混合键合技术才能满足其性能需求。
2 B$ a1 _! z* Y, `  l
! J4 |/ E& w$ Z0 }2 i' p技术发展趋势
混合键合技术在未来AI系统中的重要性主要体现在两个方面：
算力需求推动更密集的芯片堆叠，这要求更高的芯片间数据传输速率
! v2 z3 ~4 }; a: G3 L7 k$ U1 E+ x多芯片系统对能耗效率提出了更高要求
. P. U' A+ j" ]

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. A( U6 k/ X" F5 {7 T* c从AMD的AI GPU发展路线（MI300及后续产品）中，我们可以清楚地看到这一技术趋势。混合键合技术将在3D封装和新一代HBM制造中发挥重要作用，推动半导体产业向更高性能、更低能耗的方向发展。
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1 C' B% F- w' E% x5 i
让我们期待这项技术在未来带来更多突破性的发展。

参考来源
[1] https://www.redef.tech/
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% x9 u5 f+ P6 z- t2 C深圳逍遥科技有限公司（Latitude Design Automation Inc.）是一家专注于半导体芯片设计自动化（EDA）的高科技软件公司。我们自主开发特色工艺芯片设计和仿真软件，提供成熟的设计解决方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio，分别针对光电芯片、微机电系统、超透镜的设计与仿真。我们提供特色工艺的半导体芯片集成电路版图、IP和PDK工程服务，广泛服务于光通讯、光计算、光量子通信和微纳光子器件领域的头部客户。逍遥科技与国内外晶圆代工厂及硅光/MEMS中试线合作，推动特色工艺半导体产业链发展，致力于为客户提供前沿技术与服务。

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