来源 :北方华创2026-03-25
北方华创近日发布12英寸芯片对晶圆（Die to wafer，D2W）混合键合设备——Qomola HPD30。该设备聚焦SoC、HBM、Chiplet等3D集成全领域应用对芯片互连的极限要求，突破微米级超薄芯片无损拾取、纳米级超高精度对准和无空洞高质量稳定键合等关键工艺挑战，成功攻克高速多轴联动控制、纳米级图像识别、全局坐标精准定位、多规格芯片自适应、AI实时感知与智能补偿等多项核心技术，并融合全套自研高精度光学成像系统与运动控制、全局标定、末端姿态调整等先进算法，实现了芯片纳米级对准精度与高速键合产能的更优平衡，成为国内率先完成D2W混合键合设备客户端工艺验证的厂商。此次发布是北方华创进入3D集成混合键合装备领域的重要里程碑。
当前，AI应用全面普及，算力需求呈指数级增长，芯片设计和制造面临极致互连密度与带宽、极低功耗与信号延迟、异构集成等前所未有的挑战。混合键合作为实现超高密度互连的关键工艺，凭借其显著缩短信号传输路径、大幅提升集成密度的技术优势，已成为高算力芯片实现突破的重要战略支撑。近年来，混合键合设备已成为半导体装备中增速最快的细分领域。行业预测显示，至2030年，其全球市场规模将突破17亿美元，其中D2W混合键合设备的年复合增长率（CAGR）预计高达21%[1]，成为全球半导体装备企业在3D集成技术领域竞相布局的战略要地。
[1]信息来源：Yole前道和后道装备产业分析（2025）
在芯片制程微缩趋近物理极限的背景下，D2W混合键合通过精准挑选已知良品芯片（KGD），以超高精度对准并键合至目标晶圆，可实现不同制程芯片的三维异构集成，带来互连密度的数量级提升与系统能效的跨越式突破。然而，该工艺量产进程仍面临薄芯片翘曲的精密控制、无缺陷键合界面的稳定构筑及规模量产的高良率保障等技术挑战。推动自主可控的D2W混合键合设备的研发与产业化，已成为支撑半导体产业抢占下一代技术制高点的关键战略举措。
北方华创紧抓3D集成技术发展趋势，聚焦行业核心工艺痛点，成功研发并推出性能对标国际领先水准的D2W混合键合设备，全面适配3D集成多领域应用场景的技术需求。该设备在实现高产能的同时，芯片对准精度可达到纳米级。
Qomola HPD30主要具备以下五大核心技术优势：
1、高精密动态运动控制：采用自研高精密运动平台，支持多自由度协同控制，在高速、大负载工况下实现毫秒级启停响应，末端抖动控制在数十纳米级，兼顾效率与纳米级对准精度。
2、超高精度光学成像与识别：搭载自研多波段高精度光学成像系统，结合智能图像处理算法，可补偿工艺波动导致的识别偏差，实现Mark的亚像素级稳定提取，保障不同批次晶圆对准一致性。
3、全局高精度标定体系：构建覆盖光学、运动、键合等核心模块的全局标定系统，通过标定与对位算法协同优化，实现多坐标系的统一映射与快速精确定位，确保设备长期稳定。
4、多规格芯片自适应处理：支持Chiplet等多样化封装场景，可自适应芯片尺寸、厚度与排布，实现微米级超薄芯片的无损取放。支持配方一键切换、模组自动更换和多类型芯片连续生产，显著提升设备综合稼动率。
5、AI实时感知与智能补偿：基于感知?识别?补偿的AI实时闭环控制，对来料偏差、晶圆形变、环境扰动等进行毫秒级监测与预警，并基于数据实时生成补偿策略，有效抑制键合空洞，加速产品的量产导入。
依托上述核心技术体系与深入的客户协同验证，Qomola HPD30在对准精度、产能、键合界面空洞率等关键指标上均达到国际先进水平，满足3D集成对超高密度互连的严苛要求。北方华创已打通从研发到量产的“最后一公里”，快速响应多样化的D2W工艺需求，为客户提供从设备交付、工艺定制到产能爬坡的全生命周期支持。
与此同时，北方华创同步研发的12英寸W2W混合键合设备Gluoner R50，聚焦CIS、3D NAND、3D DRAM等核心应用，集成纳米级全域对准、精细的界面活化处理、键合波控制及大翘曲晶圆自适应等关键技术，可实现更高对准精度、更高质量的混合键合。
北方华创在先进封装工艺设备领域深耕二十余年，在刻蚀、薄膜沉积、湿法、炉管等核心装备上已实现自主化研发与量产，多款产品成为国内外主流客户的基线设备。随着混合键合设备的推出，已构建起覆盖3D集成全流程的完整工艺装备解决方案。未来，公司将继续携手产业链伙伴，以扎实的技术能力和全面的解决方案，支持3D集成产业的持续创新与健康发展。