2024年，HBM成为半导体财产最炙手可热的产物之一。跟着AI大模子和高职能谋略的狂飙突进，英伟达等巨头对HBM的需求水涨船高，内存厂的HBM订单早已售卖一空，更加是SK海力士，其正在HBM商场占领率高达70%，更是赚得盆满钵满。
然而，就正在这股海潮背后，名为“TCB（Thermal Compression Bonding）键合机”的修立，正正在寂然决计HBM财产链的上限，岂论是SK海力士，仍旧美光三星，都正在过去一年岁月里加大了修立方面的参加，也让更众修立厂商有机遇吃上这波AI盈利。
先来领略一下目前HBM芯片的键当令间。正在古板的倒装芯片键合中，芯片被“翻转”，以便其焊料凸块（也称为 C4 凸块）与半导体基板上的接合焊盘对齐。悉数组件被安置正在回流炉中，并遵循焊料原料平均加热至 200ºC-250ºC 支配。焊料凸块熔化，正在接合和基板之间造成电气互连。
跟着互连密度的增众和间距缩小到 50µm 以下，倒装芯片工艺面对极少挑拨。因为悉数芯片封装都放入烤箱中，芯片和基板会因热量而以分歧的速度膨胀（即分歧的热膨胀系数，CTE），从而形成变形，导致互连显露阻滞。然后，熔融焊料会扩散到其指定区域除外。
这种外象称为焊料桥接，会导致相邻焊盘之间显露不须要的电连结，并不妨酿成短途，从而导致芯片显露缺陷。这即是TCB（热压键合）工艺阐发效用的地方，由于它可能管理间距缩小到某个点以下时倒装芯片工艺显露的题目。
TCB的上风正在于，热量是通过加热用具头限制施加到互连点上，而不是正在回流焊炉（倒装芯片）中平均施加。如许可能省略向基板的热量转达，从而下降热应力和 CTE 挑拨，告竣更宏大的互连。对芯片施加压力以抬高粘合质料并告竣更好的互连。楷模的工艺温度局限正在 150ºC-300ºC 之间，压力秤谌正在 10-200MPa 之间。
除此除外，TCB 应承的接触密度比倒装芯片更高，正在某些处境下每平方毫米可抵达 10，000 个接触点，但更高精度的紧要谬误是模糊量较低。固然倒装芯片机每小时可能抵达逾越 10，000 个芯片的模糊量，但 TCB 的模糊量则正在 1，000-3，000 个芯片的局限内。
目前，三星和美光正在HBM修筑的后端工艺闭键均采用了“TC-NCF（非导电胶膜）”时间。这一工艺是正在各层DRAM之间嵌入NCF，并通过TCB工艺从上至下施加热压，NCF正在高温下溶化，起到连结凸点并固定芯片的效用。
而SK海力士正在前两代HBM上也操纵过TC-NCF时间，最终正在HBM2E上切换到了MR-MUF时间，这一时间正在每次堆叠DRAM时，会先通过加热举办且自连结，最终正在堆叠已毕后举办回流焊以已毕键合，随后填充环氧模塑料（EMC），使其平均渗入到芯片间隙，起到支柱和防污染的效用。
就目前而言，MR-MUF相较于TC-NCF具备更众长处，据 SK 海力士称，与 NCF 比拟，MR-MUF 的热导率大约是 NCF 的两倍，对工艺速率和产量有明显影响。
只是无论是哪一种工艺，最终都市须要用到TCB键合机这类修立，跟着HBM的临蓐周围接续扩充，TCB键合机商场也正在水涨船高。据摩根大通预测，HBM 用 TCB键合机的集体商场周围将从 2024 年的 4.61 亿美元增进至 2027 年的 15 亿美元（约 2.16 万亿韩元），增进两倍以上。
目前而言，TCB键合机商场目前呈“六强式样”。此中，韩邦有韩美半导体、SEMES、韩华SemiTech，日本有东丽（Toray）、新川（Shinkawa），新加坡则有ASMPT。
韩媒指出，自 2017 年以后，韩美半导体向来与 SK 海力士配合开辟用于 HBM 修筑的 TC 键合机，跟着SK海力士结果上成为英伟达AI芯片HBM的独家供应商，韩美半导体也稳固了其正在HBM TC键合机商场的身分，其正在客岁的买卖利润增进了639%，抵达2554亿韩元。
除此除外，韩美半导体已先河努力于进一步加强其环球商场主导身分，先河将供应线扩充到 SK 海力士以外的公司，据领略，韩美半导体客岁就争取到了此前紧要操纵日本新川的美光公司行动客户。
而据韩邦业内最新动静，韩美半导体正在本年4月从美光得回了约50台TCB键合机的订单。这是继客岁向美光供应数十台TCB键合机之后，本年再次得回的大周围追加订单。据悉，美光为避免其产能音信外泄，将此次合同金额分拆为无需公然披露的小额订单辞别下单，且供应给美光的TCB键合机价钱比SK海力士添置的同类修立超出30%~40%。
价钱分歧源于两家公司正在时间旅途上的分歧。美光采用的TC-NCF工艺比拟SK海力士所采用的MR-MUF工艺有所分歧，其修立头部布局更纷乱，因而单台修立的价钱也更高。
香港证券公司里昂证券（CLSA）预测，“固然韩美半导体74%的TC键合机发售额来自SK海力士，但通过客户众元化，到2027年，该公司将把对SK海力士的依赖度下降到40%”，并添补道，“目前看来，该公司很不妨将正在HBM TCB键合机商场仍旧较高的商场份额。”
韩邦业内人士显示：“韩美半导体目前已将其TCB键合机供货至美光等众个客户，具有宏伟的客户根本，其他厂商要正在短期内追逐并谢绝易。”摩根大通（JP Morgan）近来发外的陈说也指出，改日起码三年内韩美半导体仍将主导该细分商场。
韩美半导体对此也发扬出实足的自负。公司会长郭东元正在韩华SemiTech传出与SK海力士签署供货合同后，曾公然显示：“后发厂商的时间虽有必定水准，但韩华SemiTech最终不妨也仅拿到少量订单，结果无疾而终。”
同为韩邦企业的韩华SemiTech原名“韩华周密呆板”，正在客岁已毕改名，正式确立了其行动半导体专用修立厂商的商场定位。而早正在2020年，韩华SemiTech就已启动HBM用TCB键合机的研发，并得胜与SK海力士签署了供货合同。
韩华SemiTech受到高度闭怀的因为，正在于其背后有韩华集团的强力支柱。集团会长金升渊的三子——金东善副社长目前承担集团改日政策，其曾公然显示将络续正在该规模投资，以加强韩华SemiTech的角逐力。
纵然商场一般估计韩美半导体的领先身分起码能庇护三年，但韩华SemiTech奈何搅动商场式样成为了主旨。
为擢升HBM产能，SK海力士正实验众元化TCB键合机供应商，并已正在本年两次向韩华SemiTech下单，总金额约达420亿韩元，共12台TC键合机。而永久为SK海力士供货的韩美半导体对此显示剧烈不满，因为是SemiTech是其存正在时间吐露和专利侵权争议的角逐敌手。
半导体业内人士指出：“最具争议的是，韩华SemiTech的TC键合机价钱被定正在高于韩美半导体原有修立的秤谌。看待向来与SK海力士仍旧严紧联盟联系的韩美半导体而言，这是难以承担的。”因而，韩美半导体采用了抨击性门径，将此前对SK海力士供给的客户效劳（CS）从免费转为收费，并告诉其将修立供货价钱上调28%。
SK海力士方面则回应称，修立价钱是遵循与供应商的切磋决计的，并无予以韩华Semitec“无来由溢价”的处境。一位熟识SK海力士的业内人士显示：“TCB键合机的合同遵循SK海力士所需的附加选项而有所分歧，因而每家供应商的合同条目自然也有所区别。”
据悉，SK海力士予以韩华SemiTech修立高评议的因为，恰是其正在自愿化体例和爱护方便性方面的发扬。韩华SemiTech方面显示：“此次供货的TCB键合机以‘省略人工操作’为标的，搭载了众种数字化管理计划与自愿化体例，并采用了更适合工程师操纵的软件。”他们添补道：“修立可能轻松支柱8层、12层以致16层堆叠，最步地限地反响了SK海力士工程师的需求。咱们正集结全公司力气，力图扩充本年的供货量。
看待TCB键合机这一商场而言，两家韩邦修立厂商当然有不少看点，但位于新加坡的ASMPT同样势力不俗。
据韩媒报道，SK海力士正在其最优秀的HBM3E的时间开辟中，很不妨引入新加坡ASMPT的修立。因为HBM是通过堆叠众层DRAM芯片告竣封装的，跟着层数增众，其良率变得不太平，据传ASMPT的修立正在这一方面得回了SK海力士的高度评议。
韩邦业界人士于本年2月走漏，SK海力士已从ASMPT订购了TCB键合机，并正正在HBM3E 16层产物等众款HBM产物线前进行测试。
据领略，SK海力士本年1月正在美邦拉斯维加斯举办的“CES 2025”上显示了操纵ASMPT修立修筑的HBM3E 16层产物，这一产物被以为是从HBM3E 12层向下一代HBM4（第六代HBM）过渡的中央版本，而韩邦业内个人人士指出，客岁ASMPT已有30众台修立计划到SK海力士的临蓐线中。
一位半导体行业人士显示：“因为HBM4与前几代产物分歧，一般为定制开辟，因而个人客户更不妨优先采用通用性更强的HBM3E。”他添补道：“跟着如DeepSeek等低本钱AI模子的崛起，比较价钱高贵的HBM4，HBM3E产物线不妨会庇护更长的硬件需求周期。”
跟着HBM堆叠层数增众，制程难度也同步上升，绑定修立的要紧性随之擢升。比方正在HBM3E 12层中，因为芯片Die变得更薄，为避免弯曲，须要正在键合进程中施加轻细热量使其略为粘合，再举办回流焊接，SK海力士将此工艺称为hMR（heated Mass Reflow）。
一位熟识SK海力士的知恋人士显示：“正在HBM3E 16层的工艺模仿进程中，呈现跟着堆叠层数增众，ASMPT修立的职能逾越韩美半导体修立。”他添补说：“CES 2025上公然的HBM3E 16层产物采用ASMPT修立，这一结果彰着与其修立发扬优异亲近联系。”
值得一提的是，无助焊剂键当令间行动TCB的上位替换，最早利用于其他半导体封装场景，但近年来跟着HBM需求激增，慢慢成为内存修筑规模的症结革新倾向，目前有两家新加坡公司正在这一方面均有所组织。
除了前文中提到的ASMPT外，同正在新加坡的K&S（库力索法 Kulicke & Soffa）也参预了这场新的角逐之中，其正在半导体规模永久专一于古板封装形式，如金线键合（Wire Bonding），但近年来先河鼎力拓展优秀封装时间商场。
这两家修立厂正在无助焊剂键合上采用了分歧的计划，K&S采用化学格式（甲酸）去除晶圆皮相的氧化层，而ASMPT（以及其他键合修立厂商）则采用物理格式（等离子冲洗）。
据领略，K&S 推出的甲酸法长处是可能正在热压键合的同时去除氧化层，避免焊球皮相再次氧化的危害（睹下图）。谬误是化学制程会留下残留物（如上图化学响应式所示），键合后须要异常的冲洗站来担保良率（凸块间距越小，残留物越难彻底冲洗），导致机台产能消重。
而ASMPT的等离子格式产量较高，不须要异常的冲洗站。只是，氧化层的去除和热压接合不行同时举办。正在这种格式中，物理离子轰击焊球皮相，先去除氧化层，然后再举办热压接合，两个环节之间有再次氧化的危害，其它，分歧的芯片须要调治分歧的等离子配方，使工艺尤其纷乱。
新加坡半导体修立企业正正在通过押注无助焊剂键当令间，先河确立本人正在HBM修立商场中的身分。
前文中只提到了SK海力士和美光，那么三大HBM巨头之一的三星正在TCB键合机上又是奈何抉择的呢？
据领略，此前三星电子向来从其半导体修立子公司SEMES和日本新川采购用于NCF工艺的TCB键合机，纵然三星与新川之间向来仍旧着合作无懈，但近来其供应布局一经转向以SEMES为中央的式样。
业内剖释指出，新川修立的职能近年来已不足角逐敌手产物，加之三星正通过SEMES促进TCB键合机的自研内化，加强其结余技能。正在SEMES修立时间秤谌擢升的布景下，三星转而操纵自家修立而非新川产物，其它，这也意味着SK海力士和美光所采用的韩美半导体修立改日被三星引入的不妨性也变得更低。
一位半导体行业联系人士走漏：“三星电子已不再操纵新川修立。过去三星正在HBM堆叠的最初阶段——4层工艺中操纵新川的TCB键合机，但目前连这一个人也慢慢由SEMES全权承担。”
三星电子与美光目前所采用的TC-NCF形式，是正在芯片之间夹入绝缘薄膜，再通过热压使薄膜熔化并告竣粘接。这种工艺固然布局纯粹、便于厚度节制，但正在散热职能方面存正在劣势。新川曾永久向这两家公司供给该类修立。
跟着HBM从4层 → 8层 → 12层 → 16层接续演进，堆叠层数的增众也对TCB键合机提出了更高请求，4层HBM产物已问世逾越10年，目前属于老旧产物，而用于该工艺的新川修立也被以为是相对低规格的修立。
跟着堆叠层数上升至8层，对修立时间提出更高请求，三星已将新川修立逐渐替代为SEMES修立。据剖释，尽管正在4层产物上，本质也已转由SEMES主导，另据悉，三星目前仍将HBM2E（4层）产物供应给华为以及个人中邦GPU厂商。
上述人士还指出：“新川的TCB键合机仅由一个电机驱动两个焊头，时间秤谌相对较低。对三星来说，已不再有庇护‘双重供应商’战略的须要。”他还添补道：“从新川财报中也未呈现来自三星的发售数据，这被业内一般视作两家公司结果上一经折柳。”
与此同时，SEMES的功绩希望随之刷新。此前因为三星对TCB键合机的订单省略，SEMES一度筹备承压。2023年，SEMES的发售额为24450亿韩元，较前一年（25155亿韩元）消重2.8%，新葡的京集团350vip但同期买卖利润从667亿韩元大幅增进至1212亿韩元，年增幅高达81.7%。这紧要得益于其显示器修立交易的大幅增进，而非主力半导体修立。
按发售和订单布局来看，SEMES的半导体修立发售额从2022年的15515亿韩元降至2023年的12599亿韩元，省略18.79%；而显示修立发售额则从136亿韩元暴增至1507亿韩元，增进逾1000%。此前一度研究撤出的显示交易，正在得回三星显示的大额订单后，填补了半导体修立订单的空白。若SEMES成为三星TCB键合机的独家供应商，其半导体修立营收占比希望再次上升。
另一方面，曾被传将与三星配合的韩美半导体，向三星供应TCB键合机的不妨性也进一步下降。业内传言称，韩美半导体已被摈斥正在三星的TCB键合机供应名单除外。因为韩美曾与SEMES爆发专利诉讼，若两家公司同时向三星供货，不妨会因时间吐露危害导致配合顾虑。因而，韩美半导体估计将络续聚焦于向美光与SK海力士供货。
不难看出，近两年HBM专用的TCB键合机商场爆发了相当大的变动，由过去新川和东丽等日系厂商为主导转向以韩美和韩华等韩系厂商为主导，研究到目前HBM商场中SK海力士一家独大的处境，改日TCB键合机商场的走向很大水平上就取决于这一家厂商的采用。
即日行业传言称，韩邦政府设计局部HBM修立的出口，希奇是症结的TCB键合机。据悉，韩邦政府已请求本土紧要的TCB键合机修筑商，暂停向特定邦度和区域的客户交付修立，同时收紧春联系时间出口的审批流程。
看待邦内而言，目前已有众家半导体修立公司正正在尽力攻坚高端封装修立，此中一个人厂商已正在TCB修立规模得到开头打破：
固然个人邦内企业正在贴装、加热、瞄准等子体例已具备时间贮备，但整机集成技能、热压头模块、压力节制体例、高精度呆板臂等症结时间仍有待打破。更加是“大修立体例整合+客户产线验证”闭键，是邦产修立厂商短期面对的最大挑拨。
值得闭怀的是，不但是TCB键合机这一类产物，韩邦半导体修立厂商正正在藉由HBM的热销寂然兴起。
据TheElec对2024年第四时度韩邦46家半导体修立企业的功绩剖释，买卖利润率最高的六家公司辞别是：韩美半导体、Techwing、Zeus、Juseong Engineering、DIT与Oros Technology这六强中有四家聚焦于后治理修立，深受HBM与优秀封装高潮鼓动。
行动排名第一的企业，韩美半导体2024年发售额达5589亿韩元，买卖利润高达2554亿韩元，年利润增进六倍，买卖利润率达46%。该公司永久以后向SK海力士独家供应HBM用TC键合机，构修起强势的时间壁垒。
紧随其后的是Techwing，2023年告竣发售额1855亿韩元、买卖利润234亿韩元，此中约45%营收来自美光。重点产物为内存测试治理机，公司近期更因其全新HBM测试修立“Cube Prober”而成为业界主旨。
古板上，HBM芯片正在出货前并不举办最终测试，存正在较大危害。英伟达近期改造战略，设计引入最终查验流程以擢升产物牢靠性和本钱节制，这也让Techwing的Cube Prober成为独一入选的新一代测试修立。目今，该修立已向三星出货，并正正在SK海力士举办质料验证，改日潜力被一般看好。
位列第三的Zeus专一HBM TSV（硅通孔）冲洗修立，2024年营收达4908亿韩元，买卖利润492亿韩元，利润增进率挨近600%。其后段治理修立“Atom”与“Saturn”已被业界遍及采用，并依赖疾捷交付技能得胜打入HBM财产链。
其它，Zeus正正在共同美邦Pulseforge开辟基于光子时间的剥离修立，并于Semicon Korea展会上首度公然新一代TBDB修立，显示其接续革新技能。
第四名的Juseong Engineering则是一家ALD（原子层重积）修立修筑商，2024年营收为4094亿韩元，买卖利润明显增进250%以上，此中高达85%（3464亿韩元）来自中邦商场。
公司众年深耕中邦商场，与众家中资客户创修配合。然而，美邦针对中邦半导体财产的出口管制策略使其面对不确定性。纵然如斯，因为Juseong供给的是相对高时间含量的修立，中邦客户短期内难以替换，使其仍具太平的商场份额。
第五名的DIT以激光管理计划睹长，2024年营收1167亿韩元，买卖利润241亿韩元，此中激光退火修立占59%。该公司与SK海力士自2019年先河共同开辟HBM用激光退火时间，并于2023年下半年起正式导入HBM3E量产线，成为其重点工艺之一。
激光退火时间的打破不只验证了DIT的研发技能，也掀开了HBM优秀制程的大门。
排名第六的Oros Technology客岁营收为614亿韩元，买卖利润61亿韩元。固然体量相对较小，但其焊盘笼盖修立正在HBM后段制程中具备弗成替换性，目前由其独家供应。客岁中，该公司得胜进入日本铠侠的供应链，并签下与三星电子价格96亿韩元的合同，客户布局逐渐众元化。
因为日本半导体修立自给率高、外部准初学槛高，因而Oros能打入Kioxia供应链被视为时间打破的标记。
六家韩邦半导体修立企业中，除Juseong Engineering外，均与HBM后治理及优秀封装严紧联系，正在韩美半导体除外，Techwing、Zeus等企业依赖独门产物和工艺疾捷突围，这也显示出了韩邦修立财产由简单强者向众元式样改变的趋向。
据报道，韩美半导体正在5月14日公布，将推出用于HBM4临蓐的专用修立“TC Bonder 4”，这是一款针对HBM4性格大幅擢升了精度与临蓐结果的高职能键合修立。韩美半导领悟长显示：“新推出的‘TC Bonder 4’是专为HBM4开辟的修立，尽管正在请求极高精度的16层以上堆叠工艺中，也能告竣高临蓐结果和高品格。”
这也是首个针对HBM4推出TCB键合机的修立厂商，纵然SK海力士先河转向众供应商的形式，但正在高层数堆叠上，畏惧照旧离不开韩美半导体。
搜罗韩美正在内的修立厂商，恰是韩邦能正在HBM修立上卡脖子的底气所正在，只是从永久来看，韩邦若执意局部出口，反而会倒逼邦内HBM生态链加快创修，涵盖TCB修立、COWOS封装、HBM堆叠、芯粒策画、EDA协一概一整套本土化旅途。
