存储芯片大扩产：HBM（高带宽内存）制备设备厂商梳理

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前言：6月29日，韩国政府计划投资800万亿韩元新建四座半导体工厂，计划在五年内将DRAM生产能力翻倍，并预计全球内存市场将在5年内增长四倍。

一. HBM概览

高带宽内存（HBM）是一种基于3D垂直堆叠工艺的高性能DRAM存储器，专为高端AI芯片场景设计。

HBM自2013年推出以来，目前已迭代至HBM4，全球市场呈三强垄断格局，SK海力士、三星、美光合计占据95%以上份额。

1.1 技术架构

HBM采用3D堆叠+2.5D集成架构：

（1）3D堆叠：通过硅通孔（TSV）、微凸块将多层DRAM颗粒（4-16层）垂直堆叠为一体。

（2）2.5D集成：将垂直堆叠的HBM堆栈与GPU共同贴装在硅中介层（Interposer），主要采用台积电CoWoS工艺。



1.2 主要特点

（1）优点：超高带宽、能效优异（信号传输路径大幅缩短）、小体积（高集成度），适合高密度部署场景。

（2）挑战：技术门槛高（TSV、微凸点、2.5D封装）、制造成本高（工艺复杂、良率低）、散热要求高（芯片内部多层堆叠）。

二. HBM制备环节设备厂商

2.1 硅通孔（TSV）制备

（1）目的：价值量最高环节，在DRAM晶圆内钻孔并填充导电材料，实现垂直互连；并在孔壁沉积绝缘层，提供电气隔离。

（2）工艺步骤：深硅刻蚀（DRIE）→绝缘层沉积→阻挡层/种子层沉积→铜电镀填充→晶圆减薄→表面平坦化（CMP）。

（3）设备厂商：中微公司（深硅刻蚀设备）、北方华创（TSV全流程）、微导纳米（ALD沉积设备）、华海清科（CMP/减薄设备）。

2.2 微凸块制备

（1）目的：在DRAM颗粒表面制作微米级金属凸点，实现DRAM层间、HBM堆栈与中介层之间的电气连接，替代传统引线键合。

（2）工艺步骤：光刻显影→凸点下金属化（UBM）→凸块电镀→去胶刻蚀→回流成型。

（3）设备厂商：芯源微（涂胶显影设备）、盛美上海（电镀/清洗设备）。

2.3 堆叠键合

（1）目的：将多个DRAM颗粒精准对齐并键合，形成完整的 HBM 堆叠结构；HBM4开始从热压键合（TCB）向混合键合（Cu-Cu）过渡。

（2）工艺步骤：表面平坦化→精准对准→临时键合与解键合→永久键合→堆叠固化。

（3）设备厂商：拓荆科技（混合键合设备）。

2.4 检测与量测

（1）目的：全流程监控工艺良率，检测TSV填充缺陷、凸点精度、键合质量、堆叠应力、电性参数等。

（2）分类：形貌量测、缺陷检测、电性测试等。

（3）量检测设备（形貌/缺陷）：精测电子、中科飞测、赛腾股份。

（4）电性测试设备：华峰测控、长川科技、精智达。