💡 HBM 高頻寬記憶體完整指南：HBM3/HBM4 差異與封裝製程解析
HBM（High Bandwidth Memory）是 AI 加速器的關鍵記憶體，透過 3D TSV 堆疊 + CoWoS 封裝與 GPU 整合。HBM3e（H200 採用）頻寬 9.6 Gbps/pin；HBM4（2025-2026 量產）採用 Hybrid Bonding，頻寬 12 Gbps/pin。TCB 熱壓接合製程需要高速攝影機監控品質，東茂科技提供竹科借測服務。
HBM（High Bandwidth Memory）是什麼？
HBM（High Bandwidth Memory，高頻寬記憶體）是一種採用 3D 堆疊技術的高效能 DRAM，由 SK Hynix 和 AMD 共同開發，現已成為 AI 晶片、GPU、HPC 等高效能運算應用的標準記憶體解決方案。
HBM 技術演進
- HBM1：128GB/s 頻寬，2013年推出
- HBM2：256GB/s 頻寬，2016年推出
- HBM2E：460GB/s 頻寬，2019年推出
- HBM3：819GB/s 頻寬，2026年推出
- HBM3E：1.2TB/s 頻寬，2026年推出（NVIDIA H200 使用）
HBM 封裝製程：TSV 技術詳解
HBM 的核心技術是 TSV（Through-Silicon Via，矽穿孔）技術，透過在晶片上鑽孔並填充導電材料，實現多層 DRAM 晶片的垂直堆疊互連。
HBM TSV 製程步驟
- TSV 鑽孔：使用深反應離子蝕刻（DRIE）在晶片上鑽出微孔
- TSV 填充：填充銅導體，形成垂直電氣連接
- 晶片薄化：將 DRAM 晶片研磨至 50μm 以下
- Micro Bump 形成：在晶片底部形成微凸塊
- 熱壓合（TCB）：將多層 DRAM 晶片堆疊焊接
HBM 封裝視覺檢測：高速攝影機應用
HBM 封裝製程中，每個步驟都需要精密的視覺檢測。高速攝影機在以下環節發揮關鍵作用：
1. HBM Micro Bump 焊接檢測
HBM 的 Micro Bump 間距僅 55μm，焊接過程需要 10,000fps 以上的高速攝影機才能捕捉焊接動態。東茂科技代理的 DITECT 高速攝影機，解析度高達 2048×2048，專為此類精密檢測設計。
2. HBM TCB（熱壓合）製程監控
TCB 製程中，溫度從室溫快速升至 250°C 以上，需要高速攝影機記錄焊料熔融、流動、固化的完整過程。AOS Technologies 的高速攝影機具備耐高溫設計，適合此類惡劣環境。
3. HBM 翹曲（Warpage）量測
HBM 封裝後的翹曲問題是良率的主要殺手。使用高速攝影機配合 DIC（Digital Image Correlation）技術，可以即時量測封裝翹曲量，確保符合規格。
4. HBM Stacking 對準檢測
HBM 堆疊時，每層晶片的對準精度需達到 ±1μm 以內。SSZN SinceVision高速攝影機提供超高解析度影像，可即時監控堆疊對準狀態。
HBM 視覺檢測設備推薦
| 品牌 | 型號 | 適用場景 | 最高幀率 |
|---|---|---|---|
| DITECT | HAS-U1 | Micro Bump 焊接、TSV 檢測 | 10,000fps |
| AOS Technologies（瑞士） | M.VIT 4000 | TCB 製程、惡劣環境 | 4,000fps |
| SSZN（SinceVision） | SH6 | 高解析度堆疊對準 | 100,000fps |
| Mega Speed） | MS-PRi | 一般 HBM 製程監控 | 2,000fps |
