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本期话题：
00:51 “键合”与“解键合”知多少？
05:35 大尺寸晶圆键合设备的Know-how？
10:12 键合工艺的发展趋势如何？
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“键合”与“解键合”知多少？
幻实（主播）本期节目，我们邀请到了苏州芯睿科技有限公司资深研发副总张羽成，请张总和大家打个招呼。
张羽成（嘉宾） 大家好，我是苏州芯睿科技的张羽成。
芯片揭秘主播 幻实（右）对话，苏州芯睿科技有限公司 资深研发副总 张羽成（左）
幻实（主播） 张总一发言，便推断出您来自我国宝岛台湾。请问您在大陆工作了多久？
张羽成（嘉宾）我在我国大陆生活的时间较长，约为六七年，因此对当地环境较为了解。
幻实（主播）芯睿科技是做什么产品和方向的？
张羽成（嘉宾） 苏州芯睿科技是一家专注于做键合与解键合设备的公司，我们从小尺寸的设备开始做起。由于客户的需求以及过程中越来越丰富的经验，我们就从晶圆的2吋做到12吋，现在也在给客户提供相关设备的量产。
幻实（主播）刚刚那段话其实对外行来说，理解起来会有点困难，所以我替大家问几个问题，能先给我们科普一下半导体的键合与解键合吗？
张羽成（嘉宾）好的。因为现在的晶圆都会经过减薄这道工序，而减薄之后，它就像一张“白纸”，会变得比较“柔软”，无法做支撑。因此，我们在减薄之前，就需要先拿另一个承载的晶圆将其贴住，贴的过程我们就称之为临时键合的工艺流程。键合完成之后我们会去做减薄与研磨，研磨之后的晶圆就达到了我们需要的厚度，再然后我们就会做一个解键合的动作，即把刚刚贴上去的临时承载盘取走。
幻实（主播）临时键合的工艺环节是什么时候开始有的？
张羽成（嘉宾）从有晶圆减薄开始就已经有这样的工艺流程了，当然，以前用的键合材料可能跟现在用的不太一样，但也随着客户提出的一些高温或高粘度的需求，一直在迭代演进。如今，有一些工艺流程已经和早期不太一样。
幻实（主播） 目前行业发展有没有什么新的机遇和趋势？
张羽成（嘉宾） 目前，我们已经走到了先进封装，我们要让晶圆变得更薄，从以往的100微米厚度到现在的20或30微米。另外，还有不同芯片之间的堆叠与整合也会用到，目前在临时键合大尺寸对应的先进封装使用上，仍然有市场。
幻实（主播） 这里能不能给我们再详细讲讲，关注芯片揭秘的很多都是对行业比较感兴趣的人，您刚刚说100微米不够用了，要20到30微米，这是什么情况？
张羽成（嘉宾） 因为要把各种不同的芯片堆叠在一起，如果单片芯片的很厚，那么之后将多片芯片堆叠在一起的时候，整体厚度就会变得比较大，所以我们在一开始做芯片研磨的时候，就希望把它磨到比较薄的状况，然后再去做堆叠和键合。考量到整个芯片的尺寸和厚度，所以就会出现这种减薄到极致的需求。
幻实（主播）堆的层数越多，它的容积就越大，就像乐高积木一样。
张羽成（嘉宾） 对，厚度薄的话对于散热等一些性能都会有提升。
幻实（主播） 您这边有没有业内的一些数据？最薄能薄到什么程度，有没有极限呢？
张羽成（嘉宾）极限肯定有，但目前还在测试中，根据已有客户的测试，尺寸大概在20~25微米。
幻实（主播） 我们经常听到存储器已经实现堆叠多少层了，这是不是您刚刚说的技术应用？
张羽成（嘉宾） 是的。
大尺寸晶圆键合设备的Know-how？
幻实（主播） 键合这个模式你们是从什么时候开始做的？目前有没有遇到过挑战呢？
张羽成（嘉宾）我们从2010年就开始做临时键合的设备，也是因为当时客户有减薄的需求。虽然键合看起来是一个很简单的环节，但过程中必须避免气泡的产生，同时，压力与温度的控制也至关重要，因此，整个过程需要在真空环境下进行。而临时键合中间会有一层键合材料，可能是液态蜡或是一些胶材等。
幻实（主播） 是用一种胶把两者粘在一起吗？
张羽成（嘉宾） 没错，而它充当的就是键合材料。
幻实（主播）胶和蜡不能污染产品，之后需要将之消除，还不能有残留，在如此精细化的控制下，这个环节听起来有点不可思议。所以你们做设备的同时，也会涉及到设备和材料之间的匹配与验证环节，对吗？
张羽成（嘉宾） 因为材料真的有太多种了，并且各家材料有不同的特性，可能温度不同，所需的压力也不同。
我们在设计命题的时候就需要参考这些材料的条件范围，以便对应修改命题设计，我们不希望自己的设备只适用于某一种材料，而是希望所有材料都可以在我们的设备上做键合与解键合的应用。
幻实（主播） 如果要让材料更具有通用性，那研发上的难度必然不会小。其实我们栏目有一项“国货我们推”的环节，下面请您给我们讲一讲今天想推荐什么产品？
张羽成（嘉宾） 目前，我们8吋以下的小尺寸的键合与解键合设备已经比较成熟，当然，在客户使用场景上我们仍然在不断地迭代更新，因为客户的需求一直在变化，他们的工艺也在进步，所以，我们的设备也必须对应客户的工艺需求做一些改进。而先进封装12寸的设备，我们依照客户对胶材的需求，提高了可能比其他设备厂商更大的压力和更高的真空度，这些调整其实对于客户的工艺和生产都有一定的帮助。
另外，在解键合这一块，以12吋的大尺寸的设备为例，我们导入了激光解键合需求的功能，所以搭配激光解键合这一块也可以让客户在整个键合与解键合都达到一个很好的搭配应用。
幻实（主播） 我们目前面对的场景不少，现在一共有几款产品在建设呢？
张羽成（嘉宾） 我们现在的产品有小尺寸的临时键合与解键合，大尺寸的12吋临时键合与激光解键合产品，另外，我们今年也在开发一款8吋的永久键合产品，以便提供给更多不同的客户使用。
幻实（主播） 您刚刚把产品以小尺寸和大尺寸做分类，这里想请教您一个问题，大小尺寸在做设备上的难度有什么区别呢？
张羽成（嘉宾） 因为键合会涉及到温度和压力，当晶圆较小的时候，我们控制温度和压力就会相对比较容易，可一旦放大到12吋的晶圆上，它的温度均匀度与压力均匀度在控制上就没有那么容易。另外，在整个下压的过程中压力的调整以及压板的材质也会有一些差异，因此，这部分问题的解决也花了我们较多的时间。
幻实（主播） 晶圆越大是不是对良率的稳定性等方面就提出了更高的要求？
张羽成（嘉宾）是的，主要是良率方面，因为客户最在乎的就是良率高不高，工艺做的成不成功。
幻实（主播）而且这款设备对于Fab来说应该算是生产型的设备，其产品质量和Fab的成本有很大关系。
张羽成（嘉宾） 没错，客户当然都希望这台设备有更高的产能、良率，不会破片，也不用过多维护。
键合工艺的发展趋势如何？
幻实（主播） 我想再问您一个问题，因为你们是在国内量产这款产品，这个赛道的国际竞争趋势是怎么样的呢？不管是咱们中国的技术积累，还是团队的掌握能力，和国际的那些龙头企业区别大不大？您作为业内从业者能给我们分享一下您的看法吗？
张羽成（嘉宾） 临时键合这一块，一方面，目前,国内在生产做量产的企业可能更多还是在使用国外的设备，像日本设备公司所生产设备就比较多。当然，作为后来居上的一家设备厂商，我们也会去了解客户在使用国外设备时遇到的问题，比如在对位，或是一些控制、操作方面，对他们来讲不是很方便。那么，我们在前期开发设备的时候，就会先和客户沟通，了解到他们的需求，从而针对这些需求做一些设计与改善。
另一方面，客户对于国外设备的客制化需求没有那么高，很少会有客户临时要求修改，客制化这个需求对国外的厂商来讲是比较困难的一件事情，而对我们而言，给客户最好的使用感是我们的追求，所以在刚开始的研发过程中就会把一些客户的想法以及意见导入到我们设备，再交付给客户，这样一来，他们在后面的使用上也会更加得心应手。
此外，国内和国外比较而言，我们的服务也会比国外的更迅速及时。所以这方面我认为我们会做得比国外的厂商更好。
幻实（主播）接下来，你们有什么规划吗？
张羽成（嘉宾） 我们考虑先进封装领域的市场，这里面涉及到了临时键合设备以及解键合设备，另外，也有永久性键合设备的需求。我们希望一步一步完善键合设备的布局，因此，我们从临时键合往永久键合方面做研究，因为永久键合与临时键合会涉及到完全不一样的基础。当然我们现在也已经投入相对的人力来做这方面的开发，所以接下来我们希望把所有的键合设备做到完善的布局，达到全系列产品都可以让客户进行量产。
幻实（主播）您刚刚说了一堆方向，其实都是围绕键合在做，那么这个行业赛道怎么样呢？
张羽成（嘉宾） 以二三代化合物半导体为例，它们的晶圆尺寸一般在8寸以下，这样的市场其实还是有增长需求，因为所有的晶圆，其实都需要经过减薄的工艺流程，只要涉及减薄，就会有键合的需求。现在三代化合物半导体市场其实还是在持续增长，所以我们也很看好这块领域，相信它在接下来的时间里仍然会有一定的成长空间。
另外，12寸的布局对应到先进封装这块，国内从去年开始到今年，渐渐有产线已经在量产2.5D或3D的先进封装的产品。此外，我们预期明年到后年这段时间，会是它的成长爆发期。因为接下来所有芯片区会往高端的芯片市场整合，所以我们认为接下来的2~3年，也是我们积极拓展市场的一个时机。
幻实（主播） 只要减薄就要用到键合，只要做先进封装，大部分情况下还是离不开键合，所以这也是您坚定走这条赛道的一个信心。确实，键合我们以前聊得非常少，只知道这个东西特别难，听起来都是关于机械的问题，但今天听您讲了这么多，我们会发现它不仅涉及到机械，还涉及到各种特殊场景下，对稳定性的控制，以及材料工艺的融合，这本身就是一门交叉学科，可以说是一条不容易做成的综合赛道。
非常感谢张总今天和我们分享这么多，也让我们学到了不少，感谢您，也期待后续能有更多的机会和您交流。
晶圆级键合设备是指将两片晶圆高精度对准、接合，借助外加能量使接合界面的原子产生反应形成共价键而结合成一体，从而使两片晶圆间的接合介面达到特定的接合强度，实现两片晶圆之间功能模块集成的设备。
全球晶圆键合设备消费市场主要集中在中国、日本、欧洲和美国等地区。其中，中国半导体行业发展较快，晶圆键合设备销量份额最大，2022年占据全球的40%，日本占据5%，而欧洲和美国分别占有19%和11%。虽然晶圆键合设备带来了一些投资机会，但是行业技术壁垒较高，比较难以进入。随着半导体行业要求越来越高，过小的企业规模或技术开发投入不足，都难以跟上新技术的发展步伐，日趋激烈的市场竞争要求企业不断扩大规模及投入更多的研发力量。
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