混合键合技术是后摩尔时代突破算力瓶颈的关键使能技术。
先进封装已成为驱动算力持续提升的“后摩尔时代”新引擎,键合技术的性能直接决定了集成系统的上限。键合技术本身经历了从引线键合、倒装芯片、热压键合到扇出封装的演进,最终迈向混合键合时代。
混合键合通过铜 - 铜直接键合取代传统凸块,实现了10μm以下的超精细间距互连,在互连密度、带宽、能效和单位互连成本上带来数量级提升,是3D堆叠与异构集成的关键突破。其工艺分为晶圆对晶圆和芯片对晶圆。
目前,混合键合已在3DNAND、CIS(取代TSV)等领域成熟应用,并正加速向HBM、AI芯片、DDR6+及SoIC等高性能计算场景扩展,成为突破算力与带宽瓶颈、重塑产业链价值的核心使能技术。
混合键合设备市场呈现“海外主导、国产突破”的鲜明格局。荷兰BESI凭借在高端市场的深厚积累占据全球约70%的份额,呈现绝对龙头地位。与此同时,中国设备商正加速追赶并实现从零到一的突破:拓荆科技已推出首台量产级混合键合设备并获得重复订单,引领国产化进程;百傲化学、迈为股份的混合键合设备已交付客户并进入产业化验证阶段。
在行业高景气与国家大基金重点投入的驱动下,国产设备正凭借不断提升的精度与稳定性,在3D集成与先进封装的关键赛道上快速切入,市场份额有望持续提升。东兴证券刘航分析指出,混合键合技术是后摩尔时代突破算力瓶颈的关键使能技术,其需求正由AI/HPC(高性能计算)和HBM(高带宽内存)的爆发式增长强力驱动。当前市场由海外龙头主导,但国产替代机遇明确。
相关上市公司
拓荆科技:公司2025年实现营业收入65.19亿元,其中,PECVD系列设备实现销售收入约51.42亿元,占比约为79%;ALD系列设备实现销售收入3.01亿元,占比约为5%;混合键合设备实现营业收入1.36亿元,占比约为2%。
安集科技:公司化学机械抛光液产品分别包括硅/多晶硅抛光液、浅槽隔离(STI)抛光液、介电材料(二氧化硅、氮化硅)抛光液、钨抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、三维集成(TSV、混合键合等)抛光液和应用第三代宽带半导体的抛光液等系列产品。
混合键合相关标的设备类
迈为股份:公司半导体高选择比刻蚀设备、原子层沉积(ALD)、晶圆混合键合设备等多款半导体设备已交付多家国内头部企业并实现稳定量产。公司基于混合键合工艺首创“3D封装玻璃基板解决方案”,已与多家客户签订整线订单,计划于今年完成交付。该方案涵盖晶圆减薄、激光开槽、等离子体切割、等离子活化和亲水性处理及混合键合等全套设备及工艺,将助力客户构建完整先进封装产线,全面提升量产竞争力。
北方华创:公司混合键合、电镀、离子注入等设备均已进入头部客户验证或小批量导入阶段,整体进展符合预期。
百傲化学:混合键合设备可同时实现Cu - Cu互连与介质键合,互连密度高、性能优,适配3DNAND、HBM等先进存储,但成本与工艺要求高;熔融键合仅做介质连接,工艺成熟、成本低,适合低阻/层转移等场景。芯慧联专注混合键合设备。
拓荆科技:公司2025年实现营业收入65.19亿元,其中,PECVD系列设备实现销售收入约51.42亿元,占比约为79%;ALD系列设备实现销售收入3.01亿元,占比约为5%;混合键合设备实现营业收入1.36亿元,占比约为2%。
快克智能:AI芯片需求持续增加,其先进封装所涉及热压键合和混合键合设备目前的国产化率很低,公司积极布局先进封装高端设备领域,正进行先进封装键合设备的研发,预计2025年完成样机开发。
精智达:混合键合属于先进的半导体封装技术,公司目前正在积极布局可以适用于采用先进封装技术的半导体存储器产品的测试设备。
其它类
北京君正:公司3D DRAM采用TSV+混合键合技术,支持与NPC协同。
同兴达:子公司日月同芯封装项目主要是显示驱动芯片的封装测试。我司通过该项目已掌握并沉淀了金/铜镍金凸块(Bump)、FC等先进封装的关键技术,并持续研发储备化学镀、硅通孔(TSV)、重布线(RDL)和混合键合(Hybrid Bonding、HBI)等关键技术,为后续开展先进封装业务做好准备。
华天科技:公司已开展混合键合封装技术研发。
矩光科技:公司的激光辅助键合(LAB)设备主要应用于半导体先进封装领域,尤其适用于对键合精度、热影响控制及材料兼容性要求较高的场景,例如芯片级封装(CSP)、三维集成(3D IC)及微机电系统(MEMS)制造中的低温键合需求。针对HBM(高带宽内存)芯片制造,其(核心工艺涉及多层DRAM芯片的垂直堆叠与高密度互连,对键合技术的精度(如微米级对齐)、可靠性(如低温/无应力键合)及效率(如高速工艺适配)有严格要求。LAB设备通过激光局部加热技术,可实现高精度、低热应力的键合效果,理论上适配HBM制造中铜 - 铜或混合键合等关键工艺需求。
华灿光电:公司AI眼镜属于Micro LED芯片在小尺寸屏幕的应用,公司在该领域做了充分技术布局,包括混合键合、三色堆叠技术、QD荧光粉材料技术和RGB合光技术。
江波龙:公司子公司成元苏州具备多层封装、混合键合封装的量产能力。
安集科技:公司化学机械抛光液产品分别包括硅/多晶硅抛光液、浅槽隔离(STI)抛光液、介电材料(二氧化硅、氮化硅)抛光液、钨抛光液、铜及铜阻挡层抛光液、三维集成(TSV、混合键合等)抛光液和应用第三代宽带半导体的抛光液等系列产品。
盛合晶微:公司正在推进3DIC的研发及产业化工作,在技术路线上全面涵盖微凸块和混合键合等主流方案。
帝科股份:公司将重点突破混合键合、硅通孔(TSV)等先进封装技术,支撑HBM、Chiplet等高端产品发展。
华卓精科:公司在混合键合领域深厚积累的超精密测量控制技术、高性能可控面型晶圆夹持技术、键合缺陷检测与控制技术等一系列先进技术,助力晶圆键合向更精细度、更高集成度不断突破。
天承科技:公司同步研发大马士革工艺、混合键合工艺等相关添加剂产品和应用技术,目前正努力推广中。
华大九天:公司新推出了业界领先的“Argus 3DIC物理验证平台”。该平台提供支持3DStack、3DIC、3DORC、3DPERF(可编程电规则检查)等全方验证功能,全面支持2.5D/3D异构集成封装设计,可实现3DIC设计到封装的全链路物理验证。“互连验证”较业界标杆工具性能提升5倍;二是3DIC功能支持千万级混合键合(Hybrid Bonding)互连验证,支持多工艺复杂3D结构的一体化验证;三是完备的一站式全流程验证方案,将3DIC验证效率提升30%以上。该平台已成功应用于多个先进封装项目,3DIC设计到封装的全链路特。
胜科纳米:公司重点强化先进制程(28nm及以下制程)、高端特色工艺(高性能模拟、高集成度射频芯片、高容量内存芯片、高性能功率器件等)、先进封装(混合键合、芯片级封装、2.5D封装、3D封装、系统级封装等)、先进材料(第三代半导体材料、大算力、光刻胶)等先进分析技术研发与积累,其中对先进制程的覆盖能力可以达到3nm,材料可覆盖的先进制程节点处于行业前列。
海光信息:公司建立了针对3DIC封装的贯通芯片对晶圆上(Die - to - Wafer)的混合键合(Hybrid Bonding)物理设计流程,支持垂直互联的微凸块(u - bump)与无凸块直接键合(Bumpless)两种技术路径,实现了高精度垂直通路的时序收敛与功耗完整性闭环验证。
苏州固锝:公司目前拥有完整的半导体封装测试技术,掌握了高密度框架设计、低应力封装设计、跳线跨片工艺、芯片倒装焊、叠层芯片封装、2.5D封装、系统集成封装(SiP)、混合键合(Hybrid Bonding)、高密度测试(DIT)、基于ATE机的产品设计运用、产品特性数据分析。