混合键合量产悖论：百亿互连可期，良率与测试难破桎梏
混合键合技术实现了前所未有的连接密度，当互连间距压缩至1微米时，单芯片内的连接数量可轻松突破数十亿个。面对如此庞大的规模，逐一检测或测试每条连接已不再可行。
管理这种工艺的良率不仅需要工艺的均一性和可预测性，还需要提供模块化、可测试性和冗余性的架构。
“混合键合实现了前所未有的互连密度，”新思科技I/O库IP产品营销总监Lakshmi Jain表示，“一个铺满芯粒并以1微米间距键合的全尺寸中介层，可以轻松达到数十亿个内部连接。制造成功与否不再依赖于对单条互连的管控，而取决于架构的设计，这种设计必须预设一定程度的缺陷存在，并具备容错能力。”
混合键合加入了10微米至1微米间距的无凸点互连。以当今的标准来看，1微米的间距是非常激进的，但这并非物理极限。EV Group业务发展经理Thomas Pleschke认为间距还将进一步缩小：“理论上，我们可以将两片300毫米晶圆以200纳米焊盘节距键合，实现数万亿级别的连接。”
平面硅工艺的优势在于可以并行构建大量连接，因此不管是100万个还是10亿个，其实并无太大关系，关键在于工艺的均一性。跨晶圆的工艺波动可能带来巨大影响。与此同时，为I/O端口增加测试基础设施，可在键合前后分别进行测试，从而确保连接的可靠性。
达到十亿级连接并不难
实现数十亿级连接的关键，在于混合键合所支持的1微米间距。如此一来，每毫米可容纳1000个“凸点”。（称它们为凸点为了便于理解，混合键合的本质恰恰是去除凸点，直接实现焊盘对焊盘的键合。）
例如，通过以下典型封装示例，可以直观理解这一数量级是如何实现的：我们假设中介层可以混合键合到基板上。
图1：用于统计连接数量的处理器封装示意图。如果HBM4堆叠是16层高，凸点数量可以超过260亿个。（来源：Bryon Moyer/Semiconductor Engineering）
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