應材異質晶片整合技術大突破

美商應材今日宣布，該公司推出材料、技術和系統，幫助晶片製造商運用混合鍵合（hybrid bonding）及矽穿孔（TSV） 技術，將小晶片整合至先進2.5D和3D封裝中。這些新的解決方案，擴大了應材在異質整合（heterogeneous integration, HI）領域領先業界的技術範疇。

應材指出，異質整合幫助半導體業者將各種功能、技術節點和尺寸的小晶片，結合到先進封裝中，使組合後的整體能作為單一產品的形式來運作。異質整合有助於解決產業所面臨的挑戰，這些挑戰部分起因於高效能運算和人工智慧等應用對電晶體的需求以指數級速度成長，而傳統的2D微縮速度趨緩且變得更加昂貴。異質整合技術是全新攻略的核心要件，使晶片製造商能以新的方式改善晶片的功率、效能、單位面積成本與上市時間。

應材強調，該公司是目前異質整合技術最大供應商，提供經過優化的晶片製造系統，包括蝕刻（ETCH）、物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、電鍍（ECD）、化學機械研磨（CMP）、退火與表面處理。

應材公司半導體產品事業群副總裁暨HI、ICAPS（物聯網、通訊、汽車、電源和感測器）和磊晶技術部門總經理桑德‧瑞馬摩西（Sundar Ramamurthy）表示，異質整合技術正快速發展，起因於傳統2D微縮已不能同時改進效能、功率和成本，而異質整合則能協助晶片和系統公司突破此一限制。我們最新的異質整合解決方案推進了這些產業的最新技術，可以在2.5D和3D結構中配置封裝更多的電晶體和導線，以提高系統效能，降低功耗，最小化尺寸並加快上市時間。

應材指出，利用晶片對晶圓和晶圓對晶圓的混合鍵合技術，可通過直接銅對銅鍵合來連接晶片，使組合後的元件能夠作為一體運作。混合鍵合是當今晶片製造業最先進的異質整合技術，透過在更小的空間內堆疊更多導線，縮短訊號傳輸的距離，進而提高生產率（throughput）和功率。

至於在大規模量產中使用超過十年的矽穿孔（TSV）技術，是用於精確連接堆疊晶片的垂直導線。它們透過在矽晶片中蝕刻溝槽，然後填充絕緣襯墊和金屬導線來完成 TSV。隨著設計人員繼續將更多的邏輯、記憶體和特殊功能晶片整合到先進的2.5D和3D封裝中，每個封裝中的TSV互連導線數量已從幾百個擴展到數千個。為整合更多的互連導線並容納更高的晶片堆疊，設計人員需將矽穿孔變得更窄、更高，造成沉積均勻性改變，因而降低效能，也增加電阻和功耗。