如果用一個詞概括HBM這幾年的進化,那就是:堆得越來越高。HBM本質上是一種“把 DRAM 垂直疊起來”的儲存技術。層數越高,單顆 HBM 的容量越大、頻寬越高,對 AI GPU 來說就越香——因為 AI 真正稀缺的從來不是算力,而是喂資料的速度。因此,HBM 的演進路線也非常清晰:從4層到8層、12層,再逼近16 層。8 層是 HBM 真正成熟、規模化出貨的主力,它是過去一段時間 AI GPU 的“最常見配置”,良率穩定、供應鏈也最成熟;12層則成為近兩年的主力量產方向,在容量、性能與成本之間取得了更理想的平衡,也最適合大規模出貨。而截至目前,HBM 已經正式邁入16層堆疊的量產前夜:在剛剛結束的 CES 2026 上,SK 海力士已經展出了全球首款16層 HBM4 樣品,單堆疊容量提升至 48GB。但層數的提升,並不只是“多堆幾層”這麼簡單。事實上,每增加 4 層,整個系統的製造難度都會顯著上一個台階:貼裝精度、焊點間距、Z 方向高度控制、翹曲、底填(MUF)可靠性……所有原本還能被工藝余量掩蓋的問題,都會被 16 層這種高度放大到“生死線”等級。面對困局,行業分化出了兩種聲音:一種是追求終極的革命,另一種是基於現實的改良。混合鍵合:被“標準”暫時擋住的革命晶片的堆疊主要是考驗封裝的能力。這兩年先進封裝圈子裡一個詞異常火熱:混合鍵合(Hybrid Bonding)。它是一種高級的互連技術,徹底拋棄了焊料與助焊劑,通過金屬層與介質層的同步鍵合,實現更接近“直接連接”的互連形態。它代表了更小互連間距、更高 I/O 密度、甚至接近“原子級連接”的終極方向。通用 HBM 結構。圖中顯示了微凸點。採用混合鍵合技術後,DRAM 晶片之間的間隙將消失。(圖源:semiengineering)原本,業界普遍預測 HBM4 將是混合鍵合的商業化首秀。但 JEDEC 組織的一項最新修訂——將 HBM 模組高度上限從 720µm 放寬至 775µm——為 16 層 HBM 繼續沿用傳統微凸點(Micro-bump)技術騰出了寶貴的 55µm 空間。這一標準紅利,讓原本緊繃的物理極限得到了喘息,也讓一項名為 Fluxless(無助焊劑) 的技術被緊急推向了台前。Fluxless:通往終局前的一項過渡技術然而,即便有了高度冗餘,即便暫時不用混合鍵合,問題依然沒有消失:傳統互連工藝的穩定性與成本結構,已很難從容支撐 16 層 HBM 的量產爬坡。為什麼?我們把鏡頭拉回到 HBM 堆疊裝配中的關鍵工藝——熱壓鍵合(TCB)。在各種先進封裝架構下,熱壓鍵合(TCB)被認為是最先進的互連方法之一。儘管這項技術已經開發並應用了十餘年,但由於其在引入時帶來的諸多收益,仍在不斷被新應用持續採用。需要說明的是,TCB 不僅僅是為了 HBM,它是為了將不同節點的 Chiplets 強行“縫合”在一起的關鍵手段。熱壓鍵合(TCB)作為針對細間距(Finer Pitch)應用的解決方案而興起。TCB 使用配備有銅柱(Cu Pillar)和焊料帽(Solder Cap)的晶圓,通過限制焊料量來縮減銅柱間距,從而實現更高的互連密度。TCB 有多種類型(如下圖所示),無論那種類型,其主要方法都是在固定晶片和基板的同時進行局部焊料回流,隨後冷卻使焊料固化,從而將晶片固定在基板上。通常只有在焊料部分或完全固化後,晶片才會被釋放。該方法實現了更高的精度,因為它不依賴於焊料的自對中效應,同時通過在鍵合過程中保持晶片和基板的平整,緩解了翹曲(Warpage)問題。此外,TCB 允許主動控制鍵合層厚度(BLT),確保互連焊料形狀均勻,並為後續的底部填充(Underfill)等工藝提供便利。TCB 的四種主要類型包括:毛細管底部填充 TCB (TC-CUF)、模塑底部填充 TCB (TC-MUF)、非導電膠 TCB (TC-NCP) 和 非導電膜 TCB (TC-NCF)(來源:BESI)傳統TCB依賴助焊劑(flux)與回流(reflow)來促進焊料潤濕和去除氧化層。但在細間距鍵合中,尤其是40μm以下pitch,這種方式往往導致:空洞(void)、殘留污染物、可靠性下降,難以滿足更高精度的要求。而 HBM4 16 層把互連間距壓縮到 10µm 級,這些問題會被進一步放大:助焊劑體系的殘留與清洗成本開始成為良率與可靠性的瓶頸,甚至會影響後續 MUF/底填材料的潤濕與粘附。於是,在真正邁向混合鍵合之前,產業迫切需要一種不推翻既有 TCB 體系,卻能向更細間距(通常在 10µm 至 25µm 範圍內)、更高堆疊過渡的現實路徑——Fluxless(無助焊劑)TCB,便是在這樣的背景下走上前台。顧名思義,這種方法完全不使用任何形式的助焊劑。在無助焊劑 TCB 中,帶有銅柱和焊料帽的晶片直接鍵合到基板上,無需任何中間介質。然而,氧化物去除成為了一個核心問題,因為氧化層會抑制焊料的潤濕性,阻礙其與基體材料形成冶金結合。該工藝必須確保在晶片與基板接觸之前清除所有現存氧化層,並防止在 TCB 升溫過程中生成新的氧化物。在氧化物去除方面,ASMPT 通過電漿體活化(AOR:主動氧化物去除)替代化學助焊劑。這種“干法”工藝能確保介面極度潔淨,顯著降低訊號損耗,並改善熱性能。Besi則傾向於甲酸和氫基還原。無論那種技術路徑,無助焊劑 TCB(Fluxles TCB)的發展代表了一項重大進步,解決了助焊劑和薄膜在實現穩固可靠鍵合工藝方面的侷限性。來源:ASMPTASMPT認為,在下一代 HBM 中(見下圖),Flux-TCB 已具備 HBM 量產資格,且已用於最高 12 層的 HVM(高產量製造);而 AOR TCB 已在 12~16 層範圍內展示出成功實現的能力,從而進一步支撐 HBM 路線圖。這一經驗證的能力確保:可在覆蓋全部層數的前提下,嚴格控制堆疊晶片的間隙高度,從而賦能下一代HBM——這是滿足最新 HPC 與 AI 器件性能需求的關鍵。HBM路線圖規劃(來源:ASMPT)可以說,Fluxless 既是對傳統銲接工藝的最後一次極致壓榨,也是在混合鍵合全面統治戰場前,裝置商為 AI 晶片量產平衡性能與良率的最佳“最優解”。SK海力士:Fluxless技術為時尚早然而,即便作為過渡方案的Fluxless方案,在量產落地的過程中也並非一帆風順。作為HBM的領頭羊,SK 海力士在對 Fluxless 進行了長達數月的評估後,給出了一個略顯保守的結論:“現在還早”。 據悉,SK 海力士在 HBM4/4E 的 16 層產品上,將繼續沿用其引以為傲的 Advanced MR-MUF 工藝。SK海力士的MR-MUF工藝,是在晶片完成堆疊後,將液態封裝保護材料注入層間空隙並固化的一種方式。公司與日本 Namics 共同開發並完善了 MUF 關鍵材料,並將其應用於第三代 HBM2E。SK海力士認為,相比競爭對手在每堆疊一層晶片時都需要鋪設膜狀材料的 TC-NCF 工藝,MR-MUF 更高效。此後 SK海力士又通過引入新型保護材料、改善散熱特性,將“先進 MR-MUF”匯入 HBM3,並一直沿用至 HBM4 12層產品。來源:SK海力士但是SK海力士的現行 MR-MUF 工藝中,為去除 micro-bump 周圍的氧化膜仍需塗布助焊劑(Flux);若清洗後殘留物存在,就可能影響良率——這也是 Fluxless 被研究的重要原因之一。據Dealsite的報導,半導體業內一位相關人士表示:“SK海力士為了在 HBM4 16層上匯入Flxless鍵合,從去年第四季度開始進行了正式評估。雖然此前曾向 ASMPT 下達過支援 Fluxless 的 TC Bonding 裝置訂單,但評估結果顯示,在當前的良率壓力與成本天平上,成熟工藝的慣性依然強大。這句“還早”,也意味著Fluxless 在量產這關,遇到了比想像更難的現實問題。從邏輯上看,如果連“過渡性質”的 Fluxless TCB 在 HBM4/16H 這一代都被謹慎對待乃至延期匯入,那麼更終極的互連技術——混合鍵合,在 HBM 體系內實現全面規模化的節奏,大機率也會更保守。混合鍵合不僅昂貴,還需要全新裝置、材料與測試流程重構;首批採用它的產品單封裝成本勢必抬升(儘管容量提升可能攤薄每位元成本)。因此,這一趨勢更像是對產業的提醒:混合鍵合方向不會變,但“從路線圖走向大規模量產”的時間表可能被拉長。這場互連路線的節奏變化,並不只發生在技術論文與路線圖裡,也正在傳導到裝置採購層面。裝置商的分野隨著HBM4 16層標準高度的放寬,鍵合裝置市場不再是一場簡單的“全速衝刺”,而演變成了一場關於技術節拍、量產良率與供應鏈博弈的深度對壘。1.BESI:混合鍵合的“終局信仰者”在全球裝置鏈中,BESI 往往被視為混合鍵合產業化的“風向標”。BESI 堅信:隨著 I/O 密度繼續上升、microbump 的物理極限逼近,真正的 3D 整合必須走向 Hybrid Bonding at scale。也正因此,BESI 的技術與市場策略更偏向“提前卡位終局”——儘可能把混合鍵合的節拍、精度、平台化能力提前打磨出來,等待 HBM5 或 20 層+時代的臨界點到來。這裡也需要強調一點:BESI 並非只押注混合鍵合。在 HBM4 仍以 microbump/TCB 為主的現實中,BESI 同樣擁有熱壓鍵合與高精度貼裝等關鍵產品線。然而,終局的正確無法抹平短期的震盪。JEDEC對HBM4模組高度的寬容,給了微凸點技術更長的生命周期,也讓BESI不得不面臨“領先半步是先驅,領先一步是先烈”的風險。其2025年前三季度訂單總額(4.346億歐元)同比下降6.5%,揭示了混合鍵合的匯入節奏慢於預期。儘管第四季度收到預期中的HB訂單,但BESI可能正在經歷一場艱難的“黎明前守望”。2.ASMPT:TCB的“現實主義進化派”與 BESI 相比,ASMPT 在 HBM 產業鏈裡更像“現實主義工程派”:它並不否認混合鍵合的重要性,但更強調在當下的量產窗口期,TCB 仍是 HBM 堆疊的核心工藝平台——尤其在 12層 到 16層的過渡階段。ASMPT 推動的 Fluxless 方向(例如 AOR:電漿體主動去氧化)本質上是回答一個量產問題:在不推翻 microbump/TCB 體系的前提下,如何把介面做得更乾淨、更穩定、更可複製?這條路線比混合鍵合更容易向下相容現有產線,並且更貼近客戶眼前的 KPI:良率、節拍、TCO、可靠性。在業績方面,ASMPT 的先進封裝業務在 2025 年上半年收入佔比提升至約 39%(約 3.26 億美元),明確受 AI 需求拉動。更值得注意的是其在 TCB 訂單上的連續加碼:2025年12月3日,ASMPT 宣佈從一家領先代工廠的主要 OSAT 合作夥伴處獲得 19 台晶片到基板(C2S)TCB 新訂單;2025年12月22日,ASMPT 又宣佈追加獲得 15 台用於尖端 AI 計算晶片的 C2S TCB 裝置訂單。同時,ASMPT 預計到 2027 年,TCB 總潛在市場規模(TAM)將超過 10 億美元,並稱已做好戰略佈局,目標佔據 35%~40% 的市場份額。3.兩家韓國公司:韓美半導體與韓華作為SK海力士最核心的裝置供應商,韓美半導體(Hanmi)是“改良路線”中最具實戰經驗的玩家。其核心王牌是Dual TC Bonder。不同於傳統的NCF(熱壓非導電膜)路線,韓美通過最佳化的TCB裝置,完美配合了SK海力士的MR-MUF(批次回流模塑底填)工藝。在16層HBM4時代,韓美正緊鑼密鼓地開發下一代TC鍵合裝置,試圖將生產效率和散熱穩定性推向極致。對於SK海力士而言,只要MR-MUF能走通,韓美的裝置就是其守住HBM王座的最強屏障。韓華精密機械(Hanwha)是韓系供應鏈中的最大變數,是志在攪局的“後起之秀”。由於不甘心韓美在海力士供應鏈中的壟斷地位,韓華在2025年加速了針對HBM4的TC鍵合裝置開發。韓華的策略是“多點佈局”:一方面利用其精密機械製造能力追趕TCB的高產出率;另一方面,它正秘密研發適用於16層以上的無助焊劑工藝。韓華的入局,本質上是SK海力士為了分散供應風險、壓低裝置成本的一種戰略扶持。不過近期,這兩家公司正在打專利戰。據朝鮮日報英文站報導:韓美在 2024 年 12 月提起訴訟,爭議聚焦 HBM TCB/TC bonder 關鍵技術。據TrendForce 和 DIGITIMES等的報導,部分觀點認為ASMPT拿到SK海力士的訂單與韓美韓華糾紛有關。但同時,DealSite提到另一種解釋:ASMPT在 fluxless bonding TCB 裝置方面有優勢,且這批裝置可能屬於既定供應計畫。4.Kulicke & Soffa (K&S):工藝延續下的“基石守護者”當Fluxless成為中場休息的避風港,K&S這種擁有高穩定性、大規模製造經驗的老牌巨頭,便成了產線不可缺的“基礎設施”。2025財年第四季度,K&S以1.776億美元營收和45.7%的毛利證明了其經營韌性。據semiengineering的報導,Brewer Science 的 Hamed Gholami Derami 指出:“並不是 HBM 中所有互連都會變成混合鍵合。企業正在探索方案:DRAM die 之間採用面對面混合鍵合形成配對,再將這些配對結構用微凸點背靠背堆疊。”這是一種折中路線,意味著 TCB 與 MR 裝置在相當長一段時間裡仍將留在牌桌上。總的來看,在鍵合裝置領域,BESI握住了通往未來的鑰匙,ASMPT和韓美半導體掌控著當下的錢袋子,而韓華正在試圖定義新的平衡。在16層HBM4這一戰中,誰能把現有的Microbump工藝做到極致,誰才是真正的盈利之王。結語Fluxless 的延期,不是技術的失敗,而是工業的現實。它提醒我們:當互連間距進入 10µm 等級,封裝不再是“把晶片粘在一起”那麼簡單,它變成了一個集潔淨度、材料學、熱管理、計量檢測、工藝窗口於一體的系統工程。任何一條鏈路不夠成熟,都可能讓先進工藝從“看起來很美”變成“算不過帳”。SK 海力士選擇繼續 Advanced MR-MUF,不是因為 Fluxless 沒價值,而是因為在 HBM4 這一代,“更穩的方案”比“更先進的方案”更重要——它必須先確保 16 層能穩定出貨,讓 GPU 有足夠的 HBM 能喂飽算力。但這並不意味著終局遠去。混合鍵合依然是那座繞不開的高山,只是它不會以革命的方式突然降臨,而更可能以漸進、混合、折中的方式悄然滲透:先在局部關鍵互連上落地,再逐步擴展到更大範圍。先進封裝這場戰爭,最殘酷的一點就在於:技術進化永遠不會停,但每一步進化,都必須通過量產的審判。 (半導體行業觀察)