一旦弯曲就会惨烈崩塌……决定三星、SK海力士半导体霸权胜负的拦路虎是[芯片谈]

by Kim Jinyeong

Published 19 Jun.2026 14:22(KST)

Updated 19 Jun.2026 15:08(KST)

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存储器高层化、超薄化导致承受压力能力减弱
“在封装阶段也是严重问题”
前道工序BSD、后道工序玻璃基板采用有望增加

随着人工智能（AI）半导体不断迭代，有一个“拦路虎”正让全球制造商愈发头疼，那就是半导体像薯片一样起皱、弯曲的“翘曲”现象。若无法控制在堆叠更多芯片、并将其做得更薄过程中产生的物理变形，良率将大幅崩塌。业内认为，未来全球半导体霸权之争的胜负，取决于谁能率先驯服这一翘曲现象。

蚕食芯片良率的“拦路虎”：翘曲

据业内19日消息，全球存储器制造商近期正因高带宽存储器（HBM）制造过程中晶圆弯曲引发的不良问题而苦恼。HBM每升级一代，为实现更高带宽和更大容量，堆叠层数都会较前代增加。为满足整体封装高度要求，单个裸片必须做得更薄，这也意味着其抵御外部压力和内部变形的能力不可避免地减弱。

以三星电子和SK海力士正在量产的HBM4（第六代）为例，即便国际半导体标准协会（JEDEC）已将标准厚度放宽至775微米（μm），为了在有限空间内堆叠16层动态随机存取存储器（DRAM），单个芯片仍需被磨薄至约30微米。这仅相当于头发丝粗细的三分之一。闪存（NAND Flash）同样在向超过300层的3D高层化方向发展，需要将微薄膜层堆叠数百次。一旦应力向单侧累积，就会更容易出现翘曲现象。这与在纸张一面涂抹过多胶水后纸张卷曲的原理类似。

晶圆翘曲现象。Semantic Scalar

Hanwha Investment & Securities研究员Park Junyoung表示：“近期，围绕HBM4和闪存，晶圆翘曲现象及其导致的良率下降问题持续受到关注。”他称，“这不仅影响存储器制造商的盈利能力，也可能从客户角度影响成本和交期，因此目前已成为极为重要的现实议题。”

即便解决了晶圆阶段的翘曲问题，难关仍未结束。无论是在通过热压接合（TC Bonding）将芯片与芯片连接时，还是在将成品HBM与图形处理器（GPU）、中央处理器（CPU）等一同安装到基板上的封装阶段，都可能再次上演因热量和压力导致芯片变形的“翘曲地狱”。尤其是像英伟达Rubin平台这样大量搭载最新HBM的AI加速器，会释放巨大热量，因此若没有补强材料，仅靠现有塑料基板（有机基板）将难以维持形态。

仁荷大学高分子工程教授Yoon Changmin解释称：“实际上，翘曲现象相比前道工序，在封装阶段是更严重的问题。后道工序使用的材料厚度远高于前道工序，而且印刷电路板（PCB）、环氧模塑料（EMC）、底部填充材料等各自的热膨胀系数也不相同，因此翘曲发生量会高出数百倍。”

解决关键何在？前道看BSD，后道看玻璃基板

在前道工序中，被视为解决翘曲问题“救援投手”的是背面沉积设备（BSD）。其原理是：针对晶圆正面堆积薄膜所形成的应力，在背面沉积一个施加反向作用力的补偿膜，从而解决翘曲问题。就像在因一面涂胶而卷起的纸张另一面，再施加适当作用力的膜层，使其重新铺平。

Park研究员表示：“随着半导体技术朝着晶圆更薄、结构更复杂的方向发展，为解决翘曲问题，BSD设备有望被积极导入。”他估算，按当前月度晶圆投片量计算，闪存领域每2500至3000片需要1台BSD设备，动态随机存取存储器（DRAM）和HBM领域则每5000至7000片需要1台。

在后道工序中，破解翘曲问题的关键之一被认为是玻璃基板。现有塑料类有机基板随着封装面积扩大、承受高温发热增加，会更易发生翘曲；而玻璃由于材料特性，耐热性高、表面平整，更有利于抑制物理变形。更重要的是，玻璃与硅芯片的热膨胀系数相近，因此即便在高温环境下，也可将翘曲现象减少90%以上；同时，玻璃材料本身坚硬，即便在大型封装中也能保持平整度。

业内人士表示：“英伟达在Blackwell和Vera Rubin阶段，仍朝着强化已被证明具备生产性和市场性的倒装芯片球栅阵列封装基板（FC-BGA）并继续使用的方向推进。”不过他也预计，“从像Rubin Ultra这样搭载芯片数量大幅增加的下一代产品开始，英伟达将更积极地考虑导入玻璃基板。”

玻璃基板抢占战升温，韩国国内形成三方竞争

随着玻璃基板被视为AI半导体市场的游戏规则改变者，韩国相关企业的动作也愈发频繁。近日有消息称，全球最大晶圆代工企业台积电（TSMC）已公开玻璃基板在商业化验证方面取得的实质性成果，预计竞争对手围绕抢占市场先机的追赶也将进一步提速。

在韩国企业中，被认为最接近玻璃基板商业化阶段的是SKC。SKC通过美国子公司Absolics在佐治亚州建设了全球首座玻璃基板专用工厂，近期还驳斥了外界有关其取消美国第二工厂扩建计划的担忧，正围绕量产基础设施展开速度战。目前，该公司正向美国通信半导体企业供应结构相对简单、便于 확보良率的“非嵌入式”形态样品，并进行可靠性评估。若在年底前完成验证，预计将从2027年起正式推进商业化。