应用材料推出新系统，加速面向 AI 芯片的 DRAM 与先进封装发展

半导体行业材料工程领导者应用材料公司（Applied Materials, Inc.）今日推出一系列全新的芯片制造系统，用于构建驱动下一代 AI 的先进 3D 芯片架构。

随着模型规模和数据移动需求的增长速度超过带宽、容量和能效提升的速度，AI 计算正越来越多地受到存储器限制。这一日益突出的“存储墙”（memory wall）问题，正在加速先进封装架构的采用，包括高带宽存储器（HBM）和 3D 堆叠。这些技术能够在带宽和效率方面带来阶跃式提升，但同时也引入了新的工艺复杂性挑战。应用材料正通过覆盖 DRAM、先进封装和过程控制的材料工程产品组合来推动这一转型，并进一步强化其在各个领域的领先地位，帮助客户更快、更高良率地将新一代 AI 芯片投入量产。

增强型外延技术将逻辑级技术引入下一代 DRAM

外延技术多年来一直被用于先进逻辑芯片。在逻辑芯片中，通过在晶体管沟道中精确生长晶体材料，外延技术所带来的性能提升已经远超单纯几何尺寸微缩所能实现的效果。如今，同样的技术正在 DRAM 外围晶体管中变得至关重要。十多年前，应用材料便率先通过其 Centura™ Prime™ Epi 系统，将硅锗外延技术用于晶体管沟道。

增强型 Centura™ Prime™ Epi

应用材料现推出增强型 Centura™ Prime™ Epi 系统，可在源极/漏极区域选择性生长掺杂硅锗和磷掺杂硅，将先进应变工程与精准掺杂控制相结合。其结果是更高的驱动电流和晶体管效率，从而实现更快速、更低功耗的 DRAM 运行——这对于满足 HBM 和下一代 DDR 的带宽需求至关重要。新系统的占地面积还缩小了 20%，可在 DRAM 晶圆厂中实现更高的设备密度和更快的产能扩张。

应用材料半导体产品集团总裁 Prabu Raja 博士表示：“推动先进逻辑芯片性能提升的晶体管和材料技术，如今正在 DRAM 中变得不可或缺。随着 DRAM 持续微缩，以满足 HBM 和 AI 工作负载的带宽需求，逻辑与存储工艺技术之间的界限正在趋于融合。凭借我们在先进逻辑外延领域的领先地位，应用材料能够以独特优势推动 DRAM 领域的这一转型。”

新型 CMP 与沉积系统面向最关键的先进封装步骤

近年来，先进封装对计算产业的战略重要性已经变得与芯片上晶体管微缩同等关键。现代 AI 服务器芯片通过将多个裸片集成到单一封装中，容纳数万亿个晶体管。HBM 正是这一方法的典型代表：它将 DRAM 芯片层层堆叠，并通过硅通孔（TSV）实现互连。应用材料是先进封装工艺设备的领先企业，其系统覆盖了形成 TSV、铜柱和微凸点等连接堆叠裸片结构所需的大部分材料工程步骤。今天，应用材料推出三款新系统，面向最关键的先进封装工艺步骤。

Opta™ Quad CMP

依托应用材料在化学机械平坦化（CMP）领域的领先地位，Opta™ Quad 平台专为先进封装而设计。在先进封装中，更厚的薄膜、更长的抛光时间和更严格的公差要求，会提高非均匀性和良率损失的风险。Opta Quad 可在抛光过程中持续监测晶圆状态，并进行实时动态调整，从而改善晶圆内均匀性和总厚度变化控制。这对于混合键合尤其关键。混合键合是一种新兴的 3D 堆叠技术，可在单一步骤中将两颗芯片的铜互连和周围介质层融合在一起，因此需要近乎完美的表面平坦度，才能实现高良率。

Nokota™ VMax™ 2 ECD

随着 3D 堆叠规模扩大，不均匀的互连结构可能留下间隙，导致不同层之间无法实现可靠接触。因此，确保 TSV 和微凸点在整片晶圆范围内保持高度一致，对堆叠良率至关重要。Nokota™ VMax™ 2 是一款电化学沉积（ECD）系统，专为下一代封装中的广泛应用提供高精度铜电镀能力，从用于 3D 堆叠的 TSV 填充，到微凸点形成等细间距互连均可覆盖。Nokota VMax 2 引入了自适应图形调谐（Adaptive Pattern Tuning，APT）技术，可动态塑造电场，以修正由版图差异带来的变化，并改善整片晶圆的电镀均匀性。

Producer™ Avila™ 2 PECVD

为了在堆叠中容纳更多层，HBM 裸片会被减薄至约为标准晶圆厚度的 1/25，这使其容易发生翘曲和变形。随着堆叠层数增加，这些影响会不断叠加，从而提高键合失败和良率损失的风险。Producer™ Avila™ 2 是一款等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统，可通过在 TSV 周围沉积应力平衡的介质薄膜，提高超薄 DRAM 裸片的机械稳定性，从而支持 12 层、16 层以及未来更高层数 HBM 设计的可靠堆叠。除 HBM 外，该系统还支持一系列先进存储器与逻辑集成方案。

Raja 表示：“先进封装已经成为系统级性能的主要驱动力，而下一代 3D 架构的复杂性要求每一个工艺步骤都达到新的精度水平。应用材料在介质 CVD、ECD 和 CMP 领域的领先地位，加上深厚的工艺集成专业能力，为客户提供了可靠扩展 3D 堆叠并实现良率提升所需的工具。”

新型电子束系统将晶圆厂级过程控制引入先进封装

先进封装工厂正在遇到过去只存在于晶圆厂中的缺陷和计量挑战。特征尺寸已经缩小到光学检测工具的分辨率极限以下，而在较大凸点尺寸下可以容忍的颗粒，如今也会影响良率。单个缺陷就可能导致整个 HBM 堆叠报废，使过程控制上升为战略优先事项。应用材料正在通过两款专为先进封装设计的新系统，拓展其在电子束领域的领先地位。这两款系统均可处理广泛的基板几何形貌和材料类型。

VeritySEM™ 7AP CD 计量系统

VeritySEM™ 7AP 是应用材料 VeritySEM™ 关键尺寸（CD）计量产品组合中的最新产品，可对 HBM 和 Chiplet 架构中常见的厚型、异质且高度翘曲的基板上的特征进行精确测量。VeritySEM AP 系统可自动重新配置，以支持多种尺寸和材料，同时实现低于 10 纳米的灵敏度——相比光学工具提升了数个数量级。

SEMVision™ G7AP 缺陷分析系统

SEMVision™ 是业内领先的电子束缺陷分析平台。SEMVision™ G7AP 将应用材料的领先优势延伸至先进封装领域，可在硅、有机和玻璃基板上实现高分辨率缺陷复检和自动分类。该系统能够帮助客户快速区分关键缺陷与干扰信号，从而加快良率学习。SEMVision G7AP 已在领先的存储器和逻辑芯片制造商中投入生产，用于支持大批量先进封装。

应用材料成像与过程控制集团副总裁兼总经理 Keith Wells 表示：“数十年来，应用材料一直走在电子束技术前沿。随着先进封装几何尺寸缩小到光学工具分辨率极限以下，封装工厂需要电子束级别的精度，既要重新检出缺陷，也要对缺陷进行分类。在开发 VeritySEM 7AP 和 SEMVision G7AP 工具的过程中，应用材料正在将成熟的晶圆厂专业能力转移到封装领域，并针对 3D 架构中的基板和缺陷挑战进行专门设计。”

包含新系统更多信息的媒体资料包已在应用材料网站上发布。应用材料还将在今天晚些时候举行的 DRAM 与先进封装大师课上，介绍其先进技术的更多细节。

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