ASML專利曝光：欲將“Twinscan”技術(shù)移植至W2W混合鍵合設(shè)備

4月28日，在首爾舉行的先進(jìn)封裝技術(shù)會(huì)議上，仁荷大學(xué)制造創(chuàng)新研究生院教授朱承煥（Joo Seung-hwan）透露，光刻機(jī)霸主ASML（阿斯麥）似乎正在將其核心Twinscan光刻平臺(tái)的技術(shù)積累，應(yīng)用于研發(fā)晶圓對(duì)晶圓（W2W）混合鍵合設(shè)備。這一動(dòng)向若屬實(shí)，標(biāo)志著ASML正試圖將其在前道光刻領(lǐng)域的統(tǒng)治力，強(qiáng)勢(shì)延伸至后道先進(jìn)封裝市場(chǎng)。

根據(jù)朱承煥的分析，ASML的專利顯示其正在利用Twinscan平臺(tái)獨(dú)特的雙工件臺(tái)架構(gòu)來開發(fā)W2W混合鍵合機(jī)。Twinscan作為ASML的旗艦級(jí)光刻平臺(tái)，自2001年首次出貨以來，一直是其高產(chǎn)能的秘訣所在。該系統(tǒng)集成了兩個(gè)晶圓臺(tái)模塊：一個(gè)在進(jìn)行曝光作業(yè)時(shí)，另一個(gè)則同步進(jìn)行下一塊晶圓的裝載、對(duì)準(zhǔn)和準(zhǔn)備工作。這種并行處理機(jī)制極大地縮短了整體工藝時(shí)間。

若將這一架構(gòu)遷移至W2W混合鍵合設(shè)備，ASML有望在封裝環(huán)節(jié)復(fù)制其在光刻領(lǐng)域的效率優(yōu)勢(shì)。W2W混合鍵合是一種極具前瞻性的先進(jìn)封裝技術(shù)，它摒棄了傳統(tǒng)的微凸塊，直接將兩片半導(dǎo)體晶圓在室溫下通過二氧化硅介電層進(jìn)行化學(xué)鍵合，隨后在200°C至400°C下退火實(shí)現(xiàn)銅擴(kuò)散和金屬鍵合。這種工藝能顯著縮短互連長(zhǎng)度，降低功耗與發(fā)熱，同時(shí)大幅提升數(shù)據(jù)傳輸速度，是支撐3D堆疊、HBM（高帶寬內(nèi)存）及異構(gòu)集成等下一代高性能芯片的關(guān)鍵。

ASML首席執(zhí)行官克里斯托夫·富凱（Christophe Fouquet）在4月15日的第一季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上也側(cè)面印證了這一戰(zhàn)略意圖。他表示，ASML正在積極探討如何利用光刻技術(shù)支持客戶的3D集成工作，包括混合鍵合工藝。

此次ASML的“跨界”傳聞，也給正在押注混合鍵合技術(shù)的韓國(guó)設(shè)備制造商敲響了警鐘。朱承煥在會(huì)議上特別強(qiáng)調(diào)，韓國(guó)廠商需要為W2W混合鍵合市場(chǎng)做好充分準(zhǔn)備.

近期，受HBM應(yīng)用領(lǐng)域的強(qiáng)勁需求驅(qū)動(dòng)，SEMES（三星電子子公司）、韓華半導(dǎo)體和韓美半導(dǎo)體等韓國(guó)企業(yè)主要將研發(fā)重心放在了芯片對(duì)晶圓（D2W）混合鍵合機(jī)上。D2W技術(shù)是將單個(gè)芯片直接鍵合到晶圓上，雖然在HBM制造中不可或缺，但其市場(chǎng)份額相對(duì)較小。

據(jù)市場(chǎng)研究公司Yole Group的數(shù)據(jù)顯示，去年全球混合鍵合市場(chǎng)規(guī)模超過60億美元，其中D2W技術(shù)僅占約4.5%，即2.75億美元。相比之下，W2W技術(shù)占據(jù)了市場(chǎng)的絕大部分份額，且更具戰(zhàn)略意義。朱承煥指出，如果韓國(guó)企業(yè)繼續(xù)局限于D2W領(lǐng)域，可能會(huì)錯(cuò)失更大的市場(chǎng)機(jī)遇，應(yīng)積極探索進(jìn)入W2W領(lǐng)域，以應(yīng)對(duì)未來更廣泛的3D集成需求。

盡管ASML的技術(shù)實(shí)力毋庸置疑，但其進(jìn)軍封裝設(shè)備領(lǐng)域也面臨著現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)，尤其是成本問題。

朱承煥對(duì)此表達(dá)了質(zhì)疑。他指出，ASML以制造超高成本的光刻系統(tǒng)聞名，例如其高數(shù)值孔徑極紫外（High-NA EUV）系統(tǒng)的單價(jià)估計(jì)高達(dá)3.5億歐元。然而，混合鍵合機(jī)作為后道封裝設(shè)備，其單價(jià)通常在40億至50億韓元（約合230萬至290萬歐元）之間。