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韩国大学研发新型芯片堆叠技术

集成密度可达HBM的4倍!
2026-07-13
来源:芯智讯
关键词: HBM 内存芯片

7月10日消息,韩国浦项工科大学(POSTECH)研究团队近日宣布开发出一项全新的内存芯片堆叠技术,能够在低温低压条件下稳定堆叠10层以上的超薄半导体芯片,其集成密度约为现有HBM(高带宽内存)的4倍。这项突破性成果为解决AI算力基础设施面临的“内存墙”难题提供了重要的技术路径。相关研究成果已发表于国际学术期刊《Results in Engineering》网络版。

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HBM作为AI加速器所需的核心组件,其性能很大程度上取决于能否将更多DRAM芯片垂直、稳定地堆叠在有限的空间内。然而,随着DRAM芯片厚度降至十几微米(约为头发丝直径的五分之一),芯片变得极其脆弱,在堆叠过程中极易发生弯曲、翘曲甚至破裂,传统的制造方法往往在堆叠前就已对芯片造成损伤。

POSTECH机械工程系金锡(Kim Seok)教授团队与韩国产业技术研究院(KEIT)合作,开发出了一种将两道关键工序合二为一的创新工艺。该技术将可精准放置芯片的“转移印刷”(transfer printing)技术,与在芯片转移过程中同步完成金属连接的“实时键合”(in-situ bonding)技术相结合,实现了芯片转移、贴装与连接的一体化。

所谓“转移印刷”,可以理解为一种高精度的“微观贴膜”或“乐高积木”组装工艺。简单来说,它就是用一块特制的“印章”(通常由高分子聚合物制成,比如PDMS),把微米或纳米级别的芯片、元器件或材料薄膜,从它们最初生长或制造的“基底”上“粘”起来,再精确地“贴”到目标基板上的指定位置。

韩国研究团队利用该工艺,在低于180摄氏度的低温和低于20千帕(kPa)的低压条件下,成功将厚度约14微米的超薄硅芯片稳定堆叠了10层以上。测试结果显示,堆叠完成后层间对位误差较小,芯片翘曲现象也被大幅抑制。

该技术所实现的“集成密度”(即相对于总厚度的堆叠层数)达到了现有12层HBM结构的约4倍,意味着在相同物理空间内可以容纳更多存储容量,从而让AI模型运行更快、处理更大规模任务,且无需扩大硬件规模。

POSTECH研究团队表示,这项技术不仅可应用于AI芯片,还有望拓展至小芯片(Chiplet)封装技术以及下一代 Micro-LED 显示等领域,成为高性能AI半导体及下一代存储系统研发的重要基础技术。

值得一提的是,韩国在HBM和先进封装领域已形成强大的产业生态。SK海力士近期展示了业界首款16层HBM4封装,采用了其核心的MR-MUF技术,并积极推进混合键合等下一代封装技术的研发与量产准备。三星电子也在考虑新建先进芯片封装厂,并加速3D封装技术的商用化进程,目标在2026年第二季度量产。

POSTECH的这项技术突破,与韩国半导体产业界在HBM及先进封装领域的持续投入相互呼应,有望加速从实验室到商业化的转化进程。随着AI算力需求持续爆发,对更高密度、更高性能存储解决方案的追求,将继续推动半导体产业链上下游在材料、工艺和封装架构上的协同创新。

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