Chip-to-Wafer（C2W）のCu-Cuハイブリッドボンディング

「チップ・トゥ・ウエハー（Chip-to-Wafer: C2W）」のCu-Cuハイブリッドボンディングは、現在のAI半導体やHPC（高性能コンピューティング）の進化において、最も重要かつ難易度の高い実装技術の一つです。

従来の「ハンダバンプ」による接続を排し、銅（Cu）と絶縁膜（酸化膜など）の両方を同時に接合することで、端子間隔（ピッチ）を劇的に狭めることができます。

1. Cu-Cuハイブリッドボンディングの仕組み

この技術は、以下の2段階で接合が行われます。

絶縁層の接合（分子間結合）: まず、平坦化された表面の絶縁膜（SiO2やSiCN）同士が室温で密着し、分子間力によって貼り合わされます。
金属の接合（原子拡散）: 加熱（アニール）工程によって、絶縁層の中に埋め込まれた銅配線が熱膨張し、銅同士が接触。原子が拡散し合うことで強固な電気的・物理的接続が完成します。

2. 「チップ・トゥ・ウエハー (C2W)」である理由

ハイブリッドボンディングには「ウエハー・トゥ・ウエハー (W2W)」もありますが、現在の最先端チップにおいてC2Wが注目される理由は以下の通りです。

既知良品（KGD）の選別: 正常に動くチップ（Known Good Die）だけを選んでウエハーに載せられるため、歩留まり（良品率）が大幅に向上します。
異種チップの統合: サイズや製造プロセスが異なるチップ（例：TSMC製のロジックチップと他社製のメモリチップ）を組み合わせるヘテロジック集積に向いています。
柔軟な設計: W2Wのように上下のチップサイズを完全に合わせる必要がなく、設計の自由度が高いです。

3. C2Wハイブリッドボンディングの主要課題

非常に魅力的な技術ですが、量産化には高い壁があります。

極限の清浄度と平坦性: 表面にわずか数ナノメートルの塵があったり、CMP（化学機械研磨）後の凹凸が大きすぎたりすると、接合不良（ボイド）が発生します。
KGDの超高速・高精度配置: チップを1つずつ載せるため、W2Wに比べて生産性が低くなります。これを補うため、サブミクロン精度（±0.5μm以下）で高速にチップを配置できる「フリップチップボンダー」の進化が必須です。
プラズマ活性化: 接合強度を高めるため、貼り合わせ直前に表面をプラズマ処理して活性化させる高度な工程管理が求められます。

4. 業界の動向

TSMC (SoIC): TSMCの3Dパッケージング技術「SoIC」の主力技術として採用されています。AMDの「3D V-Cache」などが代表的な採用例です。
Intel (Foveros Direct): Intelは「Foveros Direct」という名称でハイブリッドボンディングを推進しており、ピッチを10μm以下まで微細化することを目指しています。
HBM (高帯域幅メモリ): 次世代のHBM4などでは、積層数増加に伴う厚みの制限をクリアするため、従来のハンダ接続からハイブリッドボンディングへの移行が議論されています。

出典：Google Gemini

PR:

	SDS8000Aシリーズオシロスコープ特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネルアナログチャンネル帯域幅：最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート：最大40GSa/s（全チャンネル同時） 12ビットADC 低ノイズフロア：16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー・波形キャプチャレート：最大200,000フレーム/秒・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート・最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量・デジタルトリガー・Coming soon
	SSG6M80Aシリーズマルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器主な特長・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz（測定値）・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載・アナログ変調、パルス変調（オプション）・Coming soon

	SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections. ・Coming soon
	SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches. ・Coming soon