从英伟达的 GPU 3D 堆叠到未来光电芯片的制造，有一项关键技术一直支撑着产业发展，但却很少被大众熟知，它就是键合技术。
什么是键合技术？
简单来说，键合是通过物理和化学方法，将晶圆、芯片或基板结合到一起的工艺。最高级的键合无需胶水或焊接，只需要将两个表面打磨到原子级平整，通过表面形成的稳定化学键实现无缝融合。
除了融合不同材料的晶圆，键合技术还能整合不同器件、不同制程的芯片。比如台积电先进封装工艺里的多芯片堆叠、拼接，就离不开键合技术。要实现高精度结合，既需要 CMP 设备处理平整表面，也需要专业的键合工艺与设备。
国产键合设备的完整解决方案
近期 semicon 展会上，国产厂商清和晶云展示了整套键合技术生态，从晶圆键合到芯片键合的设备矩阵一应俱全。
比如针对铌酸锂与硅、石英材料结合的常温键合设备，就解决了传统高温键合的痛点。不少材料不耐高温，或是热膨胀系数差异大，比如高灵敏度 MEMS 器件、多层衬底，高温工艺会在界面产生热应力，影响器件性能甚至导致晶圆开裂。这款常温键合设备在超高真空环境下，用离子束清洁表面后在室温下完成结合，常温键合避免热应力损坏器件。
另一项被行业巨头看重的是混合键合工艺。三星、台积电、英特尔等芯片大厂都将其视为下一代先进封装的核心技术。这项工艺取消了传统的微凸点，让芯片表面的铜与铜、非金属介质直接贴合，芯片互联密度可提升 10 倍以上。比如 AMD CPU 里的 3D 缓存堆叠，就用到了这项技术。
清和晶云的晶圆对晶圆混合键合设备，先通过等离子体活化晶圆表面产生洁净界面，再完成高精度对准贴合，最后通过退火工艺实现铜原子互扩散与化学键形成，达成永久键合。此外还有芯片对晶圆的键合设备，可以灵活集成不同制程的芯片，适配多种生产需求。
除了主流键合设备，清和晶云还配套了原子束表面处理设备，可以在原子尺度清洁修整表面，为键合工艺提供理想界面。传统的热压键合设备也覆盖其中，比如 TCB 热压键合设备无需助焊剂，用高还原性气体活化表面，实现无残留、高可靠的键合，适配未来 AI 芯片大尺寸、小焊点间距的发展趋势。
键合技术的产业价值
键合技术是异质集成、先进封装的核心环节。当芯片制程微缩的难度越来越大，它正是芯片继续进化的关键突破口。国产键合设备已能提供完整技术方案，未来必然能在科研院所与芯片产线中发挥更大价值，助力国内芯片产业突破瓶颈。
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