長光圓辰成功突破12寸Hybrid Bonding工藝
導言
隨著5G、人工智能、高性能計算（HPC）等技術的迅猛發展，半導體行業對芯片性能、集成度和能效的要求日益嚴苛。Hybrid Bonding（混合鍵合）作為下一代先進封裝的核心工藝，通過金屬與介電材料的直接鍵合實現高密度互連，能夠有效提升 CMOS 圖像傳感器的性能和集成度，成為3D芯片堆疊和異構集成的關鍵解決方案。
正文
一、Hybrid Bonding技術原理及特點
Hybrid Bonding（混合鍵合），是一種將芯片或晶圓直接鍵合的技術，通過銅-銅（Cu-Cu）互連與介電材料（如SiO?）鍵合同步完成，實現無凸點（Bump-less）的垂直連接，實現高密度、低延遲的三維集成。
Hybrid Bonding作為半導體封裝領域的革命性技術，在提升芯片性能、降低功耗及實現高密度集成方面展現出顯著優勢。
1. 高密度互連
通過銅-銅（Cu-Cu）直接鍵合，可以實現更小的鍵合間距（pitch），從而提高芯片間的互連密度，助力芯片實現3D堆疊與異構集成。
2. 低電阻與低延遲
直接銅互連減少焊料或氧化層導致的電阻，可以有效降低信號傳輸的延遲，提高芯片速度。
3. 高可靠性與散熱效率
Hybrid bonding鍵合強度高，介電層與銅層同步鍵合，芯片具備更高的可靠性；緊湊結構縮短熱傳導路徑，芯片工作溫度有效降低，散熱性能效率進一步得到優化。
二、 Hybrid Bonding技術的市場應用
隨著Hybrid Bonding工藝成熟度提升和成本下降，該技術有望成為后摩爾時代半導體創新的核心驅動力。
Hybrid Bonding技術不僅應用于3D封裝，還廣泛應用于CMOS圖像傳感器（CIS）、3D NAND、HBM、AI芯片等領域。
l CMOS圖像傳感器：從消費電子到工業視覺
a) 背照式BSI升級：采用Hybrid Bonding技術，將像素層與邏輯層直接鍵合，有效提升動態范圍，減少低光噪點，為智能手機、工業相機、醫療內窺鏡等終端應用，提供超清成像。
b) 新興應用拓展：Hybrid Bonding技術可以實現存儲單元與邏輯電路的3D集成，推動高分辨率傳感器在自動駕駛和醫療影像中的應用。
l 3D NAND閃存：提升存儲效率與速度
3D NAND的層數競賽依賴Hybrid Bonding技術突破物理極限，Hybrid Bonding替代傳統TSV（硅通孔），實現存儲單元與邏輯電路的垂直堆疊，顯著提升讀寫速度并有效降低功耗。
l 高帶寬存儲器（HBM）：突破堆疊限制的關鍵
高帶寬內存（HBM）是AI芯片與高性能計算的核心組件，其堆疊層數和互連密度直接影響性能。Hybrid Bonding技術通過無凸塊設計和晶圓級鍵合，顯著提升了HBM的堆疊能力。作為技術迭代的關鍵，HBM5（第五代高帶寬內存）需要Hybrid Bonding來滿足性能需求，以突破16層堆疊限制。
l 高性能計算（HPC）與AI芯片：驅動算力升級
在AI算力需求爆發式增長的背景下，AI大模型對算力的需求推動Hybrid Bonding技術成為芯片堆疊的首選方案。Hybrid Bonding通過3D堆疊可以實現多芯片系統的高效互聯，在AI芯片系統中，如無人機、工業機器人等AI設備領域中扮演重要角色。
三、長光圓辰在Hybrid Bonding領域的技術開發成果
長光圓辰作為一家專注于 CMOS 圖像傳感器晶圓加工的半導體制造企業，我們憑借著卓越的技術實力和不懈的創新精神，依托自主建設的CMOS圖像傳感器先進生產線，成功攻克了 12寸 hybrid bonding 工藝，主要技術指標實現：
1. 12寸對準精度：均值≤100nm，3σ≤500nm。
2. 鍵合空洞率≤1%。
3. 具備Ta/TaN濺射，Cu濺射，Cu電鍍，Cu CMP能力，Cu pillar dish深度控制在10nm以內，Rq控制在0.5nm以內。
圖1：12寸hybrid bonding對準精度
圖2：12寸hybrid bonding對準精度-測試結果
圖3：12寸hybrid bonding CSAM圖
圖4：12寸hybrid bonding 減薄后表面
長光圓辰依托全鏈條工藝能力與先進的技術指標，已成功搭建12寸hybrid bonding工藝平臺，可以快速響應客戶的定制化需求，支持BSI、3D堆疊CIS等圖像傳感器的驗證、開發與量產落地，滿足市場對高性能圖像傳感器的需求，助力客戶搶占技術制高點。
長光圓辰12寸Hybrid Bonding工藝平臺，已開放客戶驗證通道，如需深入探討混合鍵合工藝在貴公司產品中的應用，歡迎聯系我們的技術團隊，獲取定制化解決方案與工藝驗證支持。
聯系方式：0431-86708357
結語
在半導體技術邁向“后摩爾時代”的今天，長光圓辰將以12寸Hybrid Bonding工藝為支點，繼續深耕CMOS 圖像傳感器晶圓加工領域，為CIS市場提供更多高性能、高品質的技術支持。同時，我們也期待與更多的合作伙伴攜手共進，共同推動半導體行業的發展，為數字化時代的進步貢獻我們的力量。
免責聲明：本文章僅代表作者本人觀點，如有異議，歡迎聯系我們，謝謝！
長春長光圓辰微電子技術有限公司廠房竣工暨設備搬入儀式圓滿落成
TowerJazz和長春長光圓辰微電子技術有限公司在中國長春宣布建立背照工藝制造（BSI技術）的合作伙伴關系
