一、HBM技術持續(xù)迭代
HBM突破“內(nèi)存墻”,實現(xiàn)高帶寬高容量,成為AI芯片最強輔助。今年年初,SK海力士已開始招聘CPU和GPU等邏輯芯片設計人員,希望將高帶寬內(nèi)存HBM4直接堆疊在處理器上。
KAIST電氣與電子系教授KimJung-ho表示這種存儲器與處理器的直接堆疊會對散熱帶來挑戰(zhàn),如果散熱問題能夠比目前晚兩到三代得到解決,HBM和GPU將能夠在沒有中介層的情況下進行堆疊。
方正證券認為,從結構上看,這一方案的核心變化就在于去掉目前CoWoS-S結構中的硅interposer(中介層),由目前的GPU/CPU/ASIC處理器與HBM在xy軸放置的這種2.5D結構,向二者在z軸直接堆疊的3D結構升級。
二、機構稱混合鍵合、TSV、散熱等細分領域需求將提升
隨著封裝集成度進一步提升,HPC領域算力芯片由目前主流的2.5D封裝形式向3D升級是目前臺積電、SK海力士、三星等龍頭半導體廠商積極布局的方向。方正證券認為,在節(jié)省中介層成本的情況下,對混合鍵合、TSV、散熱等環(huán)節(jié)帶來更高要求,從而有望驅(qū)動相關環(huán)節(jié)供應鏈升級。具體來看:
1)混合鍵合hybrid-bonding設備用量提升:先進封裝升級的一項核心指標就是凸顯尺寸/間距的不斷縮小,目前的倒裝技術回流焊技術最小可實現(xiàn)40-50μm左右的凸點間距,當凸點間距進一步縮小到20μm時,目前部分龍頭廠商采用TCB熱壓鍵合設備解決應力與熱循環(huán)方面的問題,當凸點間距達到10μm甚至無凸點(bumpless)的情況下,則需要用到混合鍵合設備。
2)TSV工藝難度和工序提升:硅通孔技術(TSV)是通過在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導通,實現(xiàn)芯片之間互連的技術,通過垂直互聯(lián)減小互聯(lián)長度、信號延遲,降低電容、電感,實現(xiàn)芯片間的低功耗、高速通訊。在集成度提升的過程中,TSV的密度、孔徑的深寬比會進一步提高,從而帶來TSV制造工藝難度和工序數(shù)的提升。電鍍填孔環(huán)節(jié)是TSV制造中難度較大的環(huán)節(jié),TSV填充效果直接關系到后續(xù)器件的電學性能和可靠性,因此我們認為對相關的電鍍設備、電鍍液材料都會帶來更多的挑戰(zhàn)和機遇。
3)散熱需求提升:高性能算力芯片、高帶寬內(nèi)存的堆疊可能需要更復雜的方式解決散熱問題,由于新技術、新產(chǎn)品目前還沒有明確方案細則,但是從邏輯上推演我們認為芯片層間材料EMC(特種環(huán)氧樹脂),以及芯片間(液冷/浸潤)整體電源管理方案(PMIC)具有潛在升級空間。
三、相關上市公司:新益昌、深科技、華海誠科
新益昌:公司全自動平面焊線機適用于半導體、LED等器件的引線鍵合。
深科技:公司控股子公司沛頓存儲的封裝技術包括wBGA/FBGA等,具備先進封裝FlipChip/TSV技術(DDR4 封裝)能力。
華海誠科:公司的顆粒狀環(huán)氧塑封料(GMC)可以用于HBM的封裝。相關產(chǎn)品已通過客戶驗證,現(xiàn)處于送樣。