電子發燒友網報道（文/莫婷婷）近期，青禾晶元發布了全球首臺獨立研發C2W&W2W雙模式混合鍵合設備SAB 82CWW系列，可用于存儲器、Micro-LED顯示、CMOS圖像傳感器、光電集成等領域。

官方介紹，該產品采用一體化設備架構，將C2W和W2W兩種技術路線從“非此即彼”變為“協同進化”。SAB 82CWW系列具備以下特點：雙模工藝集成；兼容8寸和12寸晶圓；超強芯片處理能力；兼容不同的對準方式、創新的鍵合方式，實現高良率鍵合；高精度、高效率；智能化偏移補償等。


雙模式混合鍵合，解決異質集成與大規模量產兼容難題

在先進封裝領域，混合鍵合設備的主要作用是將芯片或晶圓以極細的間距直接連接在一起，實現高性能、低功耗的芯片集成。根據晶圓的目標種類可分為芯片對晶圓（C2W）還是晶圓對晶圓（W2W）兩種技術路線。這兩種技術路線各有優劣勢，因此也成為企業的抉擇難點。

C2W技術路線支持芯片篩選和異構集成，具備較高的靈活性。可以使用多種材料創新組合增強功能。但需要將每顆芯片對準晶圓，雖然能提高成品率，但對準精度要求高，在一定程度上也會限制生產進度。

W2W技術路線可以一次性對整片晶圓上的眾多小芯片進行鍵合操作，鍵合了兩個相同技術的晶圓，相對來說操作更加簡單。但鍵合過程中會受到晶圓平整度、鍵合均勻壓力、溫度分布等問題的影響良率，且同樣有對準精準度難題。

青禾晶元此次發布的SAB 82CWW系列支持C2W和W2W雙模式混合鍵合，突破了傳統鍵合技術的局限，實現無縫適配研發與生產需求，解決了異質集成與大規模量產難以兼顧的行業痛點。

該設備采用靈活的模塊化設計，支持芯片到晶圓（C2W）和晶圓到晶圓（W2W）兩種模式的混合鍵合。這種設計不僅能夠無縫適配從研發到生產的各種需求，還提高了設備利用率。

設備廠商出招提升對準精度、鍵合精度指標

在對準精度方面，SAB 82CWW系列提供片間同軸和紅外穿透兩種對準方式，對準精度優于±300nm（同軸）和±100nm（紅外），應對不同尺寸和材質的芯片。此外，C2W和W2W鍵合技術實現對準精度±30nm、鍵合精度±100nm的，C2W單鍵合頭UPH最高可達1000片/小時。通過創新鍵合技術，青禾晶元的鍵合設備能夠滿足Micro-LED對亞微米級對準精度和高可靠性的需求。

當前國產主要的鍵合設備廠商包括拓荊科技、華卓精科、芯源微、芯睿科技、上海微電子等。隨著封裝技術的升級，對準精準度≤50 nm已經成為鍵合設備的關鍵性能，上述設備廠商都在通過技術開發提高對準精準度。

要想實現關鍵的對準精度和鍵合精度，那必須實現關鍵點mark位置精確提取。華卓精科張豹在公開演講中提到了幾大關鍵技術，一是利用高精度亞像素圖像識別技術，通過圖片精確識別出子母mark的輪廓，以及中心點，用來作為它在坐標系中的一個原點，實現幾十納米的識別精度。

其次是原位同軸校準技術，用來減少對準單元視覺系統在拍照過程中的運動，以減少運動帶給上下相機位置的納米級別的變化，從而提高對準精度，縮短對準時間。

晶圓鍵合設備的關鍵技術還有BCD開發，主要是利用卡盤材料的彈性變形來補償晶圓的微觀塑性變形造成的精度損失，減少晶圓翹曲對精度的影響。材料通常使用的是陶瓷類材料。“一般來說這個產品是準消耗品，國外產品的成本約是100萬/個，我們現在開發的產品在尺寸上和性能上能夠做到對標，且價格是競品的一半左右。”張豹表示。

此外，在做完鍵合后，需要在設備上在線監測精度是否達標。華卓精科的圖像識別系統能夠實現識別精度36納米到23納米左右的量級。

通過技術的應用和發展，鍵合設備廠商能夠不斷提升其產品的對準精準度，滿足市場對高性能半導體產品日益增長的需求。

小結：

華卓精科招股書顯示，如果要實現1萬片晶圓/月的產能，要用4-5臺晶圓級鍵合設備。隨著需求的增加，鍵合設備的需求將不斷提升。與此同時，為了滿足先進封裝技術的需求，鍵合設備也將持續迭代。

青禾晶元發布全球首臺雙模式混合鍵合設備SAB 82CWW系列，突破了傳統技術局限，解決異質集成與大規模量產兼容難題，采用一體化架構及靈活模塊化設計，具備多種優勢。同時，青禾晶元與國內設備廠商都在通過多種關鍵技術提升對準和鍵合精度，以滿足市場對高性能半導體產品的需求，且在成本上具有優勢。可以期待的是，國產鍵合設備將不斷發展迭代。