在半導體行業面臨"后摩爾時代"發展瓶頸的當下,鍵合集成技術正以顛覆性創新姿態,推動著全球半導體產業格局的深刻變革。這項技術不僅打破了傳統平面縮放的物理極限,更通過異質材料融合與三維集成創新,開辟出全新的半導體技術賽道。
美國DARPA微系統技術辦公室主任Mark Rosker曾指出,半導體行業將很快進入由不同材料組合制造器件的時代,而鍵合技術正是實現這一目標的關鍵途徑。
作為國內領先的半導體鍵合集成技術企業,青禾晶元在2025 SEMICON同期舉辦的“領航鍵合未來,智創產業新局”線下技術革新分享會上,展示了其在高端鍵合裝備領域的最新突破。
自主創新,打破海外壟斷
半導體鍵合技術已是材料集成、芯片制造與封裝過程中至關重要的核心環節,其精度和效率直接關系到最終芯片的性能表現。
然而,長期以來,高端鍵合設備市場一直被少數海外企業所壟斷,這使得中國半導體企業在獲取先進技術和設備時面臨著天價成本、嚴格的技術封鎖以及漫長的交付周期,這些因素無疑成為了中國半導體產業邁向高端化的巨大障礙。
在分享會上,青禾晶元創始人兼董事長母鳳文博士表示:“高端鍵合設備長期被海外企業壟斷,國產化進程面臨技術封鎖、成本高昂和交付遲緩等挑戰。青禾晶元堅定選擇自主創新,以核心技術突破行業壁壘,為中國半導體產業提供高效、可靠的鍵合解決方案?!?br />
五年來,青禾晶元交出了令人矚目的成績單:攻克室溫鍵合、3D異構集成等"卡脖子"工藝技術,打造四大核心裝備,覆蓋先進封裝、晶圓級材料集成等前沿領域,2024全年訂單超30臺等。
母鳳文強調,破局只是起點,真正的價值在于賦能行業,青禾晶元的核心競爭力來自三個關鍵維度:
“首先,技術深度決定產業高度,青禾晶元擁有200余項授權專利,混合鍵合精度可以優于100nm,常溫鍵合、熱壓鍵合等模塊化設計能夠滿足多元化需求;其次,相較進口設備,青禾晶元產品具備顯著的價格優勢,同時交付周期縮短至6-8個月,并提供全天候響應服務;最后,生態共建引領行業未來,青禾晶元攜手產業鏈伙伴協同創新,與頂尖高校共育專業人才,為行業持續注入新鮮血液……”
母鳳文博士指出,半導體是一個長周期產業,而青禾晶元始終以短跑沖刺攻克技術難關,以“馬拉松精神”深耕產業生態?!皣a替代只是第一步,我們的愿景是成為全球半導體異質集成領域的引領者。未來青禾晶元不僅要讓中國技術站上世界舞臺,更要以創新重新定義鍵合技術的邊界,為全球客戶提供超越期待的價值?!彼f到。
技術為先,引領異質集成
對于半導體企業而言,創新是最核心的發展動力。異質集成作為后摩爾時代的關鍵技術方向,具有巨大的發展潛力,而青禾晶元希望通過其在鍵合技術領域的持續創新,為全球客戶提供更先進、更高效的解決方案,從而在全球半導體產業中占據領先地位。
青禾晶元集團副總經理譚向虎博士表示,青禾晶元掌握的多項自主可控的核心技術,是其在半導體異質集成領域保持領先地位的關鍵。
他強調,依靠這些核心技術,青禾晶元構建了“高端裝備研發制造+精密鍵合工藝代工”雙輪驅動的業務模式,為全球半導體產業鏈提供全方位的解決方案。
據介紹,目前青禾晶元自主研發了一系列技術領先的晶圓及芯片鍵合設備,涵蓋超高真空常溫鍵合(SAB61系列)、親水/混合鍵合(SAB62、SAB82系列)、熱壓/陽極鍵合(SAB63系列)、臨時鍵合/解鍵合(SAB64系列)以及高精度TCB鍵合(SAB83系列)等,這些設備憑借其卓越的對準精度(可達百納米級)和廣泛的材料兼容性,贏得了市場的廣泛認可。此外,還提供了超原子束拋光(SAB9500系列)和膜厚修整設備(SAB9510系列),以原子級的精度對材料表面進行精密加工,為高端應用提供有力支撐。
除高端鍵合裝備外,青禾晶元提供了專業化鍵合工藝代工,在天津和山西建立了現代化的鍵合代工量產線,可穩定量產包括SiC-SiC、LTOI、LNOI、SiCOI、SOI、Si-SiC等多種關鍵鍵合襯底,并持續優化工藝,提升良率,滿足客戶日益增長的需求。
目前集團已在國內和海外構建了完善的研發和生產基地,包括天津的一期和二期設備研發生產基地、日本的海外基地,以及天津和山西的鍵合代工量產線。這些設施配備了先進的潔凈間和生產設備,為集團的研發、生產和全球化發展奠定了堅實的基礎。
譚向虎博士表示:“未來,青禾晶元將繼續秉承“融合創新、突破邊界”的理念,不斷探索鍵合集成技術的無限可能,為全球半導體產業的蓬勃發展和戰略新興產業的崛起貢獻卓越力量,共同擘畫更加美好的‘芯’未來?!?br />
鍵合裝備產品矩陣,推動鍵合技術發展
隨后,青禾晶元的創始人團隊分別就創新型鍵合設備的技術亮點與應用場景展開分享。
·62HB系列W2W混合鍵合設備:
采用晶圓翹曲控制技術,配備多區獨立負壓吸附系統,結合紅外穿透對準可以實現優于100nm超高鍵合精度;搭載智能化偏移補償技術,通過高精度檢測模塊與內置算法形成閉環控制,確保穩定的鍵合精度且全程自動化;模塊化設計集成活化、清洗、IR檢測及解鍵合等全工藝模塊,專為復雜變形晶圓的高精度混合鍵合需求打造。
·82系列C2W混合鍵合設備:
配備自動更換夾具系統,實現0.5×0.5mm至50×50mm全尺寸兼容;通過獨創邊緣夾持機構配合35μm超薄芯片處理優化,避免正面接觸污染;集成片間同軸(最高精度優于300nm)與紅外穿透(最高精度優于100nm)雙對準模式,結合獨創從下往上鍵合工藝,降低顆粒污染風險;搭載智能化偏移補償系統,配備高精度檢測模塊,與內置算法形成閉環控制,確保量產鍵合精度優于150nm。
82系列最新推出的全球首款自主研發8210CWW設備,采用高度靈活的模塊化設計,支持C2W與W2W混合鍵合工藝并行開發。該設備集成Wafer/Tapeframe活化模塊、清洗模塊、雙鍵合模式模塊(C2W+W2W)及對準檢測模塊,并可選配紅外孔洞檢測與解鍵合模塊。通過共用活化、清洗及檢測模塊,顯著減少設備閑置時間,提升利用率。相較于單獨采購W2W和C2W設備,該方案可幫助客戶大大降低資金投入和占地面積,同時縮短研發轉量產周期,實現工藝開發效率最大化。
·83系列C2C/C2W倒裝鍵合設備:
集成了等離子活化模塊和氫自由基活化模塊,支持無需助焊劑的倒裝鍵合(Fluxless TCB)。氫自由基活化技術可以在180℃下實現非常強大的還原效果。金屬氧化層被還原后,鍵合溫度可以降低,并且鍵合質量可以得到很大提升。設備鍵合頭能夠在2秒內實現從室溫到400°C的快速升溫,縮短制程時間。
·61系列超高真空常溫鍵合設備:
采用自主研發的離子源對晶圓表面進行離子攻擊,去除表面臟污和氧化物,形成帶有懸掛鍵的高活性表面。之后,在超高真空環境下進行壓合,兩片晶圓的高活性表面快速反應,形成牢固的共價鍵。此外,設備還支持原位沉積中間過渡層,以實現對界面性能的調控。常溫鍵合無需升降溫,可以降低熱應力和潛在缺陷,為異質材料融合提供強大的工具支撐。
·62系列親水性晶圓鍵合設備:
對表面親水化處理,在室溫環境下實現預鍵合,然后通過退火工藝實現永久鍵合。設備通過迭代優化的等離子源實現均勻、高效的表面活化,保證面內均勻的鍵合質量和強度,應用于SOI、LTOI、LNOT等鍵合襯底的批量化生產。還具備針對cavity晶圓的解決方案,保證高鍵合精度、空腔的高水平真空度與優異的密封性能。
·63系列熱壓/陽極鍵合設備:
溫度均勻性最高達1.2%,最大壓力達150kN,壓力均勻性達3%,鍵合后精度優于1.5μm,最快升溫速率45℃/min,優異的指標可以保證鍵合質量和效率的雙提升。半自動和全自動機臺可以滿足從研發到量產的全流程需求。
·64系列臨時鍵合&解鍵合設備:
提供機械、熱壓和激光三種解鍵合模式,可以應用于不同的場景。全自動臨時鍵合設備SAB 6410TB集成涂膠、固化、對準、鍵合,鍵合后TTV優于2μm。
·95系列超原子束拋光設備:
獨特的超原子束技術可以實現亞納米級超精密、低損傷、非接觸表面處理,可以應用于各種材料的表面拋光,還可以應用于膜厚高精度修整,修整后膜厚均勻性可達1nm以內。
結語
從攻克室溫鍵合、3D異構集成等核心工藝的芯片鍵合設備,到滿足低溫精密需求的常溫晶圓鍵合技術;從應對特殊需求的熱壓陽極和臨時鍵合方案,再到實現納米級材料控制的超原子束加工設備。這些技術成果,不僅展現了青禾晶元在半導體鍵合領域的深厚積累,更彰顯了中國企業突破技術封鎖的硬核實力。
青禾晶元的崛起,預示著半導體鍵合技術領域即將迎來一個由中國技術驅動的新時代。通過技術創新、生態共建和長期投入,青禾晶元正在逐步實現其成為全球半導體異質集成領域引領者的宏偉愿景。
中國半導體產業正站在一個重要的歷史節點上,而青禾晶元無疑是推動這一產業邁向更高水平的關鍵力量之一。
美國DARPA微系統技術辦公室主任Mark Rosker曾指出,半導體行業將很快進入由不同材料組合制造器件的時代,而鍵合技術正是實現這一目標的關鍵途徑。
作為國內領先的半導體鍵合集成技術企業,青禾晶元在2025 SEMICON同期舉辦的“領航鍵合未來,智創產業新局”線下技術革新分享會上,展示了其在高端鍵合裝備領域的最新突破。
自主創新,打破海外壟斷
半導體鍵合技術已是材料集成、芯片制造與封裝過程中至關重要的核心環節,其精度和效率直接關系到最終芯片的性能表現。
然而,長期以來,高端鍵合設備市場一直被少數海外企業所壟斷,這使得中國半導體企業在獲取先進技術和設備時面臨著天價成本、嚴格的技術封鎖以及漫長的交付周期,這些因素無疑成為了中國半導體產業邁向高端化的巨大障礙。
在分享會上,青禾晶元創始人兼董事長母鳳文博士表示:“高端鍵合設備長期被海外企業壟斷,國產化進程面臨技術封鎖、成本高昂和交付遲緩等挑戰。青禾晶元堅定選擇自主創新,以核心技術突破行業壁壘,為中國半導體產業提供高效、可靠的鍵合解決方案?!?br />

五年來,青禾晶元交出了令人矚目的成績單:攻克室溫鍵合、3D異構集成等"卡脖子"工藝技術,打造四大核心裝備,覆蓋先進封裝、晶圓級材料集成等前沿領域,2024全年訂單超30臺等。
母鳳文強調,破局只是起點,真正的價值在于賦能行業,青禾晶元的核心競爭力來自三個關鍵維度:
“首先,技術深度決定產業高度,青禾晶元擁有200余項授權專利,混合鍵合精度可以優于100nm,常溫鍵合、熱壓鍵合等模塊化設計能夠滿足多元化需求;其次,相較進口設備,青禾晶元產品具備顯著的價格優勢,同時交付周期縮短至6-8個月,并提供全天候響應服務;最后,生態共建引領行業未來,青禾晶元攜手產業鏈伙伴協同創新,與頂尖高校共育專業人才,為行業持續注入新鮮血液……”
母鳳文博士指出,半導體是一個長周期產業,而青禾晶元始終以短跑沖刺攻克技術難關,以“馬拉松精神”深耕產業生態?!皣a替代只是第一步,我們的愿景是成為全球半導體異質集成領域的引領者。未來青禾晶元不僅要讓中國技術站上世界舞臺,更要以創新重新定義鍵合技術的邊界,為全球客戶提供超越期待的價值?!彼f到。
技術為先,引領異質集成
對于半導體企業而言,創新是最核心的發展動力。異質集成作為后摩爾時代的關鍵技術方向,具有巨大的發展潛力,而青禾晶元希望通過其在鍵合技術領域的持續創新,為全球客戶提供更先進、更高效的解決方案,從而在全球半導體產業中占據領先地位。
青禾晶元集團副總經理譚向虎博士表示,青禾晶元掌握的多項自主可控的核心技術,是其在半導體異質集成領域保持領先地位的關鍵。

他強調,依靠這些核心技術,青禾晶元構建了“高端裝備研發制造+精密鍵合工藝代工”雙輪驅動的業務模式,為全球半導體產業鏈提供全方位的解決方案。
據介紹,目前青禾晶元自主研發了一系列技術領先的晶圓及芯片鍵合設備,涵蓋超高真空常溫鍵合(SAB61系列)、親水/混合鍵合(SAB62、SAB82系列)、熱壓/陽極鍵合(SAB63系列)、臨時鍵合/解鍵合(SAB64系列)以及高精度TCB鍵合(SAB83系列)等,這些設備憑借其卓越的對準精度(可達百納米級)和廣泛的材料兼容性,贏得了市場的廣泛認可。此外,還提供了超原子束拋光(SAB9500系列)和膜厚修整設備(SAB9510系列),以原子級的精度對材料表面進行精密加工,為高端應用提供有力支撐。

除高端鍵合裝備外,青禾晶元提供了專業化鍵合工藝代工,在天津和山西建立了現代化的鍵合代工量產線,可穩定量產包括SiC-SiC、LTOI、LNOI、SiCOI、SOI、Si-SiC等多種關鍵鍵合襯底,并持續優化工藝,提升良率,滿足客戶日益增長的需求。

目前集團已在國內和海外構建了完善的研發和生產基地,包括天津的一期和二期設備研發生產基地、日本的海外基地,以及天津和山西的鍵合代工量產線。這些設施配備了先進的潔凈間和生產設備,為集團的研發、生產和全球化發展奠定了堅實的基礎。
譚向虎博士表示:“未來,青禾晶元將繼續秉承“融合創新、突破邊界”的理念,不斷探索鍵合集成技術的無限可能,為全球半導體產業的蓬勃發展和戰略新興產業的崛起貢獻卓越力量,共同擘畫更加美好的‘芯’未來?!?br />
鍵合裝備產品矩陣,推動鍵合技術發展
隨后,青禾晶元的創始人團隊分別就創新型鍵合設備的技術亮點與應用場景展開分享。
·62HB系列W2W混合鍵合設備:
采用晶圓翹曲控制技術,配備多區獨立負壓吸附系統,結合紅外穿透對準可以實現優于100nm超高鍵合精度;搭載智能化偏移補償技術,通過高精度檢測模塊與內置算法形成閉環控制,確保穩定的鍵合精度且全程自動化;模塊化設計集成活化、清洗、IR檢測及解鍵合等全工藝模塊,專為復雜變形晶圓的高精度混合鍵合需求打造。
·82系列C2W混合鍵合設備:
配備自動更換夾具系統,實現0.5×0.5mm至50×50mm全尺寸兼容;通過獨創邊緣夾持機構配合35μm超薄芯片處理優化,避免正面接觸污染;集成片間同軸(最高精度優于300nm)與紅外穿透(最高精度優于100nm)雙對準模式,結合獨創從下往上鍵合工藝,降低顆粒污染風險;搭載智能化偏移補償系統,配備高精度檢測模塊,與內置算法形成閉環控制,確保量產鍵合精度優于150nm。
82系列最新推出的全球首款自主研發8210CWW設備,采用高度靈活的模塊化設計,支持C2W與W2W混合鍵合工藝并行開發。該設備集成Wafer/Tapeframe活化模塊、清洗模塊、雙鍵合模式模塊(C2W+W2W)及對準檢測模塊,并可選配紅外孔洞檢測與解鍵合模塊。通過共用活化、清洗及檢測模塊,顯著減少設備閑置時間,提升利用率。相較于單獨采購W2W和C2W設備,該方案可幫助客戶大大降低資金投入和占地面積,同時縮短研發轉量產周期,實現工藝開發效率最大化。
·83系列C2C/C2W倒裝鍵合設備:
集成了等離子活化模塊和氫自由基活化模塊,支持無需助焊劑的倒裝鍵合(Fluxless TCB)。氫自由基活化技術可以在180℃下實現非常強大的還原效果。金屬氧化層被還原后,鍵合溫度可以降低,并且鍵合質量可以得到很大提升。設備鍵合頭能夠在2秒內實現從室溫到400°C的快速升溫,縮短制程時間。
·61系列超高真空常溫鍵合設備:
采用自主研發的離子源對晶圓表面進行離子攻擊,去除表面臟污和氧化物,形成帶有懸掛鍵的高活性表面。之后,在超高真空環境下進行壓合,兩片晶圓的高活性表面快速反應,形成牢固的共價鍵。此外,設備還支持原位沉積中間過渡層,以實現對界面性能的調控。常溫鍵合無需升降溫,可以降低熱應力和潛在缺陷,為異質材料融合提供強大的工具支撐。
·62系列親水性晶圓鍵合設備:
對表面親水化處理,在室溫環境下實現預鍵合,然后通過退火工藝實現永久鍵合。設備通過迭代優化的等離子源實現均勻、高效的表面活化,保證面內均勻的鍵合質量和強度,應用于SOI、LTOI、LNOT等鍵合襯底的批量化生產。還具備針對cavity晶圓的解決方案,保證高鍵合精度、空腔的高水平真空度與優異的密封性能。
·63系列熱壓/陽極鍵合設備:
溫度均勻性最高達1.2%,最大壓力達150kN,壓力均勻性達3%,鍵合后精度優于1.5μm,最快升溫速率45℃/min,優異的指標可以保證鍵合質量和效率的雙提升。半自動和全自動機臺可以滿足從研發到量產的全流程需求。
·64系列臨時鍵合&解鍵合設備:
提供機械、熱壓和激光三種解鍵合模式,可以應用于不同的場景。全自動臨時鍵合設備SAB 6410TB集成涂膠、固化、對準、鍵合,鍵合后TTV優于2μm。
·95系列超原子束拋光設備:
獨特的超原子束技術可以實現亞納米級超精密、低損傷、非接觸表面處理,可以應用于各種材料的表面拋光,還可以應用于膜厚高精度修整,修整后膜厚均勻性可達1nm以內。
結語
從攻克室溫鍵合、3D異構集成等核心工藝的芯片鍵合設備,到滿足低溫精密需求的常溫晶圓鍵合技術;從應對特殊需求的熱壓陽極和臨時鍵合方案,再到實現納米級材料控制的超原子束加工設備。這些技術成果,不僅展現了青禾晶元在半導體鍵合領域的深厚積累,更彰顯了中國企業突破技術封鎖的硬核實力。
青禾晶元的崛起,預示著半導體鍵合技術領域即將迎來一個由中國技術驅動的新時代。通過技術創新、生態共建和長期投入,青禾晶元正在逐步實現其成為全球半導體異質集成領域引領者的宏偉愿景。
中國半導體產業正站在一個重要的歷史節點上,而青禾晶元無疑是推動這一產業邁向更高水平的關鍵力量之一。
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