应用材料推新设备平台，加速AI芯片与先进封装量产

随着AI模型规模不断扩大，算力和数据传输需求激增。然而，存储器在带宽、容量和能效方面的提升速度已难以匹配AI芯片的发展，“存储器墙”成为制约AI性能的关键瓶颈。这推动了高带宽存储器（HBM）、芯粒（Chiplet）以及3D先进封装技术成为行业主流。据应用材料（Applied Materials）消息，该公司近日发布了涵盖DRAM、先进封装及工艺控制的全新设备平台，旨在通过材料工程与工艺整合技术，帮助芯片制造商提升良率并扩充产能，从而加速新一代AI芯片的量产进程。

在先进封装方面，由于AI GPU正朝着芯粒和3D堆叠架构演进，先进封装的重要性已与工艺微缩不相上下。据应用材料透露，此次同步推出了Opta Quad化学机械抛光（CMP）、Nokota Vmax 2电化学沉积（ECD）以及Producer Avila 2等离子体增强化学气相沉积（PECVD）三大系统。这些设备主要针对混合键合、硅通孔（TSV）、微凸点及超薄HBM裸晶等关键工艺。其中，CMP系统能够实时监控抛光状态以提升晶圆平坦度；ECD系统利用自适应图案化校准技术改善铜沉积的均匀性；PECVD系统则通过沉积应力平衡介电薄膜，减少超薄裸晶的翘曲和变形，从而支持12层、16层甚至更高堆叠的HBM产品，提升3D堆叠的可靠性与量产良率。

在DRAM存储器领域，据应用材料介绍，目前已推出升级版的Centura Prime Epi外延系统。该系统首次将成熟的先进逻辑外延技术引入下一代DRAM外围晶体管，通过硅锗与磷化硅选择性外延、应变工程及精准掺杂技术，增强了晶体管的驱动能力和能效，以满足HBM和新一代DDR存储器对高带宽与低功耗的要求。此外，新设备占地面积减少了20%，有助于存储器厂商在现有厂房内提高设备密度和扩产效率，这也反映出DRAM与逻辑工艺技术正在逐步融合。

除了材料和沉积技术，先进封装的工艺控制也是决定良率的关键。随着元件尺寸不断缩小，传统光学量测设备逐渐接近分辨率极限，电子束（eBeam）量测需求迅速增长。为此，应用材料推出了VeritySEM 7AP关键尺寸量测系统和SEMVision G7AP缺陷分析系统。这些系统将晶圆厂级别的电子束量测与缺陷复查技术应用于先进封装，支持硅、有机材料和玻璃等多种基板，提供10纳米以下的量测精度，帮助快速识别关键缺陷并加速工艺优化。据悉，这些设备已导入国际存储器与逻辑芯片大厂的先进封装量产线。整体来看，AI算力的提升持续推高了HBM容量、3D堆叠及混合键合的需求，半导体设备行业的竞争正从单一工艺设备向材料工程、工艺整合与良率控制的整体解决方案转变。