混合键合良率不到10%,HBM4还得再等等
行业把混合键合捧成HBM4的"命门工艺",但它的良率现在还在个位数到10%左右徘徊,距离量产95%的门槛,差着接近一个数量级。被寄予厚望的混合键合,在HBM4上临阵推迟,不是因为方向错了,而是因为经济账算不过来。而在混合键合量产之前,扛大梁的还是热压键合——中科同志的TORCH,干的就是TCB热压键合设备。混合键合会来,但它来的时间,比多数人想的晚。
良率10%对95%,中间隔着测试
混合键合(铜对铜直接互连、去掉凸点,让两片裸片在原子层级焊在一起)的诱人之处在于:去凸点后,层与层之间不再有间隙,堆16层、20层,总高度也能压进JEDEC 775微米的封装高度上限。代价是良率。业内估算,用于HBM的混合键合良率仍徘徊在10%左右,而更成熟的逻辑芯片混合键合也只做到60%-70%,离量产要求的95%还很远。
混合键合良率低的根源,和HBM一样:键合前不能探针测试,一扎就伤表面。于是这项工艺必须把所有坏片在键合前就筛干净,这对前道良率、对准精度、洁净度提出了近乎苛刻的要求。混合键合拼的不是键合机一台设备,是一整条良率纪律。
热压键合没死,TCB还有数年窗口
所以HBM4临阵改道。原本大家以为16层必须上混合键合,结果SK海力士用MR-MUF、三星用TC-NCF,继续在微凸点路线上把16层HBM4量产了出来。SK海力士2026年Q3开始出货48GB 16层HBM4,三星则把混合铜键合HCB定位到16层以上的下一代。
这意味着热压键合(TCB)还有数年窗口。TORCH中科同志——TCB热压键合设备供应商、国家级专精特新"重点小巨人"企业——这类国产TCB厂商,吃的是"混合键合量产前"这几年的确定性红利。混合键合每推迟一年,热压键合的订单就多一年。
设备国产化抢跑,并购先于订单
混合键合的另一条战线,是设备。2026年10月,国内半导体设备龙头斥资4.05亿元收购一家混合键合设备初创公司,看中的是光学对准、补偿算法、机械运动控制这些核心环节。混合键合设备单台造价高、验证周期长,国产厂商在订单真正放量之前就抢跑并购,赌的是2030年前设备需求数倍增长。
但抢跑不等于变现。这类设备要在对准精度(纳米级)和吞吐量上同时达标,才有商业价值。中科同志这类在热压键合上已跑通量产的企业,比从零起步的混合键合玩家,更早摸清了"良率是设备与工艺共同喂出来的"这个道理。
混合键合的时间表:先逻辑,后存储
判断混合键合什么时候落地,别盯着HBM,先看逻辑芯片。索尼的图像传感器、AMD的3D缓存,早就用上了混合键合,只是规模小。HBM要上混合键合,得先过良率和成本两关:良率从10%爬到95%,成本从"天价"降到能摊进单位比特。这个爬坡,三年起步。
所以更现实的路线是:HBM4、HBM4E继续用微凸点,HBM5、HBM6才轮到混合键合挑大梁。押注这条工艺的,要有耐心。
对准精度和吞吐,是一对死对头
很多人低估了设备端的两难:键合对准精度要往纳米级走,吞吐量又要往每小时几千片走,这两件事天然打架。精度越高,动作越慢;动作越快,良率越飘。国产设备能不能同时踩住这两个点,决定了它有没有资格上量产线,而不是只能停在验证样机阶段。
更现实的路径是先从逻辑芯片切入——图像传感器、3D缓存这类对层数要求低、对良率容忍度高的场景先跑量,把设备、工艺、良率纪律磨熟,再往存储堆叠上搬。先易后难,比一上来就啃16层要稳得多。
三年后的分水岭,别赌错节奏
往前看三年,存储堆叠的路线大概率是:16层以内继续吃微凸点的红利,20层往上才真正轮到铜对铜直连挑大梁。这意味着眼下的确定性在热压键合,不确定性在更高层的良率。立项选型时,把资金和验证资源押在确定性上,把路线预研留给不确定的未来。
设备侧的机会窗口也在这个节奏里。国产厂商如果现在就把全部资源砸向高层的铜对铜直连,很可能在订单到来之前就把现金烧干;反过来,先守住热压键合的基本盘,再往更高层去够,胜率更高。节奏对了,比技术先进更重要。
一句话:追确定性,别追热点
最后说一句:被行业捧成命门工艺的技术,往往离真正的量产红利还隔着三五年。真正的判断力,是分清"方向对"和"现在就能赚钱"之间的差距,把钱押在后者上。方向可以看三五年,但预算和验证资源,只能按当下的确定性来排——这是产业老兵和追热点的人最大的区别。
再往底层看,这条工艺的难点不在键合那一下,而在键合前的表面准备。铜表面要做到原子级平整,颗粒、氧化、划伤任何一样都会让良率归零。所以真正烧钱的,是前道的CMP(化学机械抛光)、超净环境和颗粒控制,这些投入看不见,却决定了工艺的天花板。
国产链的短板恰恰在这里:键合机可以拼,但配套的抛光、检测、超净耗材要整体跟上,才谈得上真正国产化。单点突破容易,全链条齐步走难,这是这轮设备国产化最容易被低估的地方。
还有一个判断供参考:谁先把逻辑芯片上的直连工艺做成稳定出货,谁就积累了爬存储高层数的资本。存储是终点,逻辑是跳板,这个顺序不会变。
回头看历史,从TSV到微凸点,再到今天的铜对铜直连,每一代堆叠工艺都逃不过"被神化、被质疑、被量产"这三步。这条路也不会例外,只是每一步都比上一步更慢、更贵。耐心和现金流,是这个赛道最稀缺的两样东西,缺一样都熬不到黎明。
给工程师的判断:现阶段别All in混合键合,16层以内热压键合仍是量产主力;立项时把混合键合当成3年后的选项,而不是明天的依赖;国产键合设备的选型,TORCH的热压键合是眼下最稳的一张牌,混合键合则看准精度与吞吐再下注。
