SK海力士：2027年實現混合鍵合NAND的大規模生產

本文由半導體產業縱橫（ID：ICVIEWS）綜合

在2026年完成首款混合鍵合300多層V10芯片的研發。

據報道，SK海力士正通過采用混合鍵合技術推進其NAND閃存技術的發展。據韓京新聞報道，該公司正在開發采用該工藝的300層NAND閃存，加入三星電子、中國長江存儲和日本鎧俠等其他領先制造商的行列，共同邁向混合鍵合技術的全面部署。

報告引用的消息來源表明，SK海力士正在研發其第十代（V10）NAND閃存，該閃存采用300層結構，目標是在明年完成試生產，然后在后年年初投入全面生產。

混合鍵合成為SK海力士V10 NAND的關鍵轉變

正如報告指出的那樣，V10 的突出特點是 SK 海力士首次采用混合鍵合技術，該工藝將兩個半導體晶圓連接起來，使它們作為一個整體發揮作用。

在V9（321層）版本之前，SK海力士在單個晶圓上同時制造了存儲單元陣列和外圍電路。正如報告所述，在PUC（Peri-under-Cell，單元下外圍電路）方案下，外圍電路位于晶圓底部，存儲層則直接堆疊在其上方。

然而，這種配置會使外圍電路面臨更大的風險。報告指出，混合鍵合可以緩解這個問題，甚至可以縮短生產時間，因為外圍電路和單元晶圓是分開制造的。

同時，該報告還指出，混合鍵合增加了工藝的復雜性，而晶圓對晶圓集成所需的混合鍵合工具主要由奧地利的EVG和日本的東京電子提供。

全球NAND閃存制造商加速混合鍵合技術轉型

混合鍵合是一種結合介電層鍵合和金屬直接鍵合的先進封裝技術，其核心目標是實現芯片間高密度、低電阻的垂直互聯。

在工藝過程中，需要經過對準和鍵合、后鍵合處理等幾個流程。在對晶圓表面進行化學機械拋光（CMP）和清洗之后，通過光學或電子束對準系統實現亞微米級（通常<200nm）的芯片間精準對齊，尤其在芯片到晶圓（D2W）鍵合中，對準誤差需接近零。

鍵合的方式有晶圓到晶圓W2W和芯片到晶圓D2W兩種，在鍵合過程中，銅觸點與介電層（如SiO?）同時接觸，通過熱壓或<400°C的低溫退火實現金屬-金屬和介電層-介電層的同步鍵合。

在鍵合后，還需要通過CMP工藝調整銅層高度，確保銅觸點略微凹陷于介電層表面（通常為50-100nm），以避免短路并提升鍵合強度；同時鍵合過程中產生的熱量需通過散熱結構（如嵌入式熱沉）快速導出，防止局部熱應力導致晶圓變形。

盡管業內人士預期SK 海力士會在 400 層以上采用混合鍵合技術，但該報告指出，由于競爭對手更快地實現了商業化，該公司目前在 300 層 V10 階段就應用了該技術。

例如，報告指出，日本鎧俠(Kioxia)在2023年通過其CBA（CMOS直接鍵合陣列）架構采用了混合鍵合技術，而三星電子計劃在其即將推出的V10設備（約400層）中引入該技術，該設備預計很快就會進入量產階段。

SK海力士提高固態硬盤產能以應對激增的需求

與此同時，該報告還指出，SK海力士明年將繼續投資V10芯片的研發以及現有設備的改造，以擴大V9芯片的產能。報告援引一位業內人士的話稱，盡管SK海力士在今年上半年仍在積累NAND閃存庫存，但企業級固態硬盤需求的增長已使其晶圓廠接近滿負荷運轉。

報告還指出，SK海力士目前量產的堆疊層數最高的NAND閃存是321層的V9，這鞏固了該公司在全球NAND市場排名第二的地位。

韓國缺乏HBM混合鍵合核心專利

不過，也有韓國知識產權促進研究所（KIPRO）的一項研究指出，盡管韓國公司在高帶寬內存（HBM）的制造和堆疊技術上擁有卓越的技術實力，但在核心技術和專利方面卻高度依賴外國公司。

KIPRO研究員Kim In-soo在接受采訪時表示，韓國企業在HBM原材料和設備方面過于依賴外國公司，且缺乏與HBM相關的核心專利，這可能導致未來面臨專利訴訟的風險。

根據KIPRO的分析，臺積電和美國公司Adeia在混合鍵合技術領域處于領先地位。

Kim In-soo透露，KIPRO利用人工智能技術，對2003年至2022年間在韓國、美國、日本、歐洲和中國公開的超過1萬項相關專利進行了審查。

在專利的質量和市場價值方面，Adeia擁有最具價值的專利。Adeia擁有從Ziptronix公司收購的直接鍵合互連和低溫直接鍵合技術的核心專利。Kim In-soo指出，Adeia通過其附屬公司Invensas和Tessera，已經收購了一系列混合鍵合專利。

臺積電則在K-PEG評級中擁有最多A3級以上的高質量專利，位居首位。三星緊隨其后，其次是美光和IBM。臺積電的系統集成芯片（SoIC）技術尤為寶貴。此外，中國在這一領域也展現出快速增長的態勢，中企獲得了多項核心專利。

這些專利在韓國、美國、日本、歐洲和中國均有注冊，意味著相關公司隨時可能卷入專利訴訟。盡管韓國擁有第二多的HBM相關專利，但其質量和影響力卻“低于平均水平”。

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