三星看好混合键合

三星电子客观地证明了其用于下一代高带宽存储器（ HBM4E）封装的多层堆叠策略的技术优势。该 公司首次公布了定量研究结果，表明混合铜键合（HCB）技术在散热管理方面明显优于现有的热压键合（TCB）技术。

据业内人士25日透露，三星电子的研究团队近期通过多尺度建模和在接近服务器级实际应用环境条件下进行的实际芯片测试实验，系统地证明了HCB在散热管理方面优于TCB。这标志着研究从芯片/封装仿真层面迈出了重要一步，在实际的多层堆叠环境中验证了HCB的优越性。这表明，

与TCB和MR-MUF（回流焊成型底部填充）方法相比，三星电子在技术方向上实现了明确的差异化，不仅在电气性能方面，而且在散热管理和可靠性方面也处于领先地位。

尤其值得一提的是，由于该技术能够有效缓解堆叠更多层（16层或以上）带来的热问题，有望成为提升未来HBM4E量产竞争力的关键技术基础。这项题为“采用2.5D先进封装的混合铜键合HBM系统级热特性分析”的研究已于本月发表在IEEE

（电气与电子工程师协会）期刊上。 三星电子的研究团队开发了一种基于物理的多尺度数值建模技术，能够精确分析从芯片级微结构到封装和服务器系统级的热特性。该方法在芯片尺度上详细考虑了金属连接和介电薄膜效应，并通过提取有效热性能将这些研究结果推广到封装和服务器级仿真中。

此外，为了验证模型的准确性，研究人员将基于HCB和TCB的HBM测试芯片与ASIC测试芯片一起安装在硅中介层上，并在模拟实际服务器环境的典型风冷条件下进行了实验测量。

结果证实，与TCB相比，HCB的热点结温更低，从而降低了过热风险。此外，热干扰也得到缓解，减少了存储器堆叠与底层计算芯片（ASIC）之间的热传递，从而降低了相互干扰。在相同的冷却条件下，更高的功率容差也为性能提升提供了巨大的潜力。

此外，研究发现，HCB的应用可将堆叠高度降低15%以上，从而实现更薄的整体封装，并有利于热量积聚。TCB的特点是具有中间填充材料的小型凸起，这会阻碍热传递路径，导致较高的热阻。相比之下，HCB采用直接铜键合，提供了大量的散热路径，从而实现了更高的散热效率。通过对HCB键合焊盘密度的参数研究，研究团队还提出了未来进一步提高散热效率的设计方向。

三星电子的研究团队解释说：“本研究中开发的预测性设计框架将用于下一代高性能计算（HPC）封装架构的键合技术评估和热优化。”