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传韩国断供HBM设备

05/12 10:25
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据知情人士透露,韩国政府计划限制HBM(高带宽内存)设备的出口,特别是关键的TC Bonder(热压键合机)设备。据悉,韩国政府已要求本土主要的TC Bonder制造商,暂停向特定国家和地区的客户交付设备,同时收紧对相关技术出口的审批流程。

HBM TC Bonder

在深入探讨韩国断供事件之前,我们先来了解一下TC Bonder到底是什么,以及它在半导体行业中为何如此重要。

TC Bonder,也就是热压键合机,别看它只是一台设备,却是半导体封装环节中的“关键先生”。尤其在HBM的制造过程中,它承担着将多个DRAM芯片精准堆叠并实现电气连接的重任。打个比方,如果把HBM比作一座高楼大厦,那么TC Bonder就是那位技艺精湛的“建筑大师”,负责将每一块“芯片砖块”严丝合缝地堆叠起来,确保整座“大厦”能够稳定运行。

目前,根据填充材料的不同,热压键合技术分为TC-NCF、TC-NCP、TC-CUF、TC-MUF等多种类型;而依据基板材料的差异,又有Chip-to-Substrate(C2S)、Chip-to-Wafer(C2W)、Chip-to-Chip(C2C)和Chip-to-Panel(C2P)等不同类别。这么多复杂的技术类型,足见TC Bonder在不同应用场景下的多样性和重要性。

在整个过程中,热压键合机就像一位严谨的工程师,实时监测邦头温度、应力和Z方向位移。它必须具备亚微米甚至纳米级的位置对准精度,精准控制键合温度、压力和时间。这是为什么呢?因为只有这样,才能保证形成理想的金属间化合物层,避免键合失效或者电性能变差。要是键合出了问题,那生产出来的HBM就可能无法正常工作,所以TC Bonder的技术精度和稳定性,直接决定了HBM的质量和性能。可以毫不夸张地说,没有先进可靠的TC Bonder,就难以生产出高性能的HBM,整个半导体产业的发展也会受到极大的制约。

整体情况

如今,人工智能AI)和高性能计算(HPC)的发展势头如同火箭升空,一路狂飙。这也导致对HBM的需求呈现出爆发式增长,市场上HBM供不应求的情况愈发严重。据TrendForce的数据预测,2024年HBM需求的年增长率接近200%,而到了2025年,有望再次翻倍。在过去几年,存储市场整体表现低迷,就像陷入了泥沼,而HBM业务却如同黑暗中的一盏明灯,表现格外亮眼,成为拉动存储厂商需求提升的关键力量。

随着HBM需求的大增,作为HBM制程核心设备的TC Bonder,需求也随之水涨船高。根据QYResearch的数据,2022年,可用于先进封装的高精度TC Bonder设备全球市场规模达到0.8亿美元,预计到2029年将飙升至4亿美元,2023-2029年的复合年增长率(CAGR)高达25.6%。这一数据清晰地表明,随着HBM和3D封装技术的商业化进程不断推进,TC键合机市场正处于快速增长的轨道上。

市场格局

在全球TC Bonder市场中,韩国半导体设备企业可谓占据着主导地位,市场份额超过80%。就拿三星电子来说,在其HBM生产线上,主要从SEMES和日本的Shinkawa采购TC Bonder设备。SEMES作为韩国本土企业,与三星长期保持紧密合作,就像多年的合作伙伴一样,能够根据三星的需求,提供定制化的解决方案。而Shinkawa在半导体设备领域技术底蕴深厚,其产品的精度和可靠性都非常高。SK海力士则主要依赖韩美半导体和韩华来供应TC Bonder设备。韩美半导体在该领域深耕多年,技术经验丰富,生产工艺成熟;韩华近年来不断加大研发投入,在SK海力士的供应链中,地位也逐渐变得重要起来。美国的美光公司在为英伟达供应HBM时,选用的是韩美半导体和Shinkawa的产品。

在HBM3E专用TC Bonder设备市场,韩美半导体几乎处于垄断地位。SK海力士预计将从韩华半导体采购大量TC键合设备,用于12层HBM3E的量产,并计划在今年第二季度开始向英伟达供货。三星电子同样在其HBM生产线上部署了大量SEMES设备。从这些情况可以看出,韩国企业在全球TC Bonder市场,尤其是HBM相关设备市场,拥有着强大的话语权。

事件背景与目的

韩国此次突然断供HBM设备,从目的来看,韩国这样做主要有两个方面的考虑。一方面,通过断供设备,韩国试图阻碍竞争对手在HBM领域的产能扩张和技术研发进程,从而维护本国企业在HBM市场的垄断地位。以SK海力士和三星为代表的韩国企业,在HBM市场占据着巨大份额,SK海力士的市场份额超过50%,三星约占40%。断供设备可以减少潜在竞争对手对其市场份额的侵蚀,就像守护自己的“地盘”一样。另一方面,通过限制设备供应,韩国企业能够巩固自身在产业链中的话语权。这样一来,在与客户谈判价格、供货条款等方面,韩国企业就能占据更有利的位置,从而获取更高的利润,就像在交易中掌握了更多的主动权。

事件影响

韩国若断供对于全球半导体产业短期内,那些依赖韩国TC Bonder设备的企业将面临产能受限的困境,这将导致全球HBM供应紧张的局面进一步加剧,而根据市场规律,供应减少,价格自然就会上涨,HBM的价格很可能会因此攀升。长期来看,这一事件可能促使全球半导体产业链加速重构。相关企业为了避免再次面临类似的供应风险,会加大在设备国产化方面的投入,积极寻求多元化的设备供应渠道,降低对韩国设备的依赖,就像不能把所有鸡蛋放在一个篮子里一样。

对于韩国自身而言并非完全有利!短期内,确实可以维护本国企业在HBM市场的优势,就像暂时守住了自己的“蛋糕”。但从长远角度看,这种断供行为可能会引发国际市场的反感和抵制,损害韩国半导体设备企业的国际声誉。而且,断供还可能刺激其他国家和地区加快自主研发替代设备的步伐。一旦其他国家成功实现技术突破,韩国设备企业将面临更激烈的竞争,原本的优势可能就会逐渐消失。

目前,国产设备商如普莱信已经积极布局该领域,推出了Loong系列热压键合机,包括LoongWS和LoongF两种机型,贴装精度达到±1μm@3σ。其中,LoongWS可以支持TC-NCF、MR-MUF等HBM堆叠键合工艺,LoongF支持FluxlessTCB无助焊剂热压键合工艺,适用于下一代HBM芯片。

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