国联民生电子 | cba工艺深度解读
1、CBA技术的工艺原理与必要性
·CBA技术的定义与核心优势：CBA技术是一种控制逻辑芯片和存储分离制造，再经过高精度键合的技术。通过分开制造，逻辑部分可采用更先进工艺，提高控制效率和能效，最终将两者堆叠在一个小模块中；其核心优势在于提高单位面积存储密度、优化内部互联路径。CBA是实现高性能、高密度存储的关键技术，将在下一代DRAM和NAND中全面应用。
·4F方单元对CBA的需求：6F方单元的外围线路和存储阵列可在单个晶圆上用统一流程优化，而4F方单元的工艺条件和材料与高性能外围电路要求不兼容——存储阵列中的垂直晶体管需要专门的外延生长技术、新型三级接电层及针对DRAM电荷存储精心控制调整的掺杂轮廓，外围电路则需要高介电常数的金属三级及多个阈值电压选项的新型逻辑工艺，若在同一晶圆上制造两者，会抵消4F方单元本身的能效收益。4F方单元代表DRAM下一个演进路径，相比6F方设计，将单元面积减少30%，但其垂直取向晶体管在工艺和过程中带来极大挑战，目前仍处于研发和预放量阶段。因此，主流DRAM厂商均认为，CBA不仅与4F方单元兼容，而且是必须实施的技术。
2、DRAM与NAND的CBA产业化进程
·DRAM的CBA产业化节奏：DRAM的CBA产业化将在数年内逐步推进，主要DM厂商将于2026年开始CBI DRAM的风险量产。其中海外厂商节奏更快，大概率在2026年年中启动；国内公司则预计在2026年底推动，2027年跟进，整体晚海外半年左右。初始量产时将使用十几纳米工艺尺寸，由于需通过良率学习曲线及建立键合设备、材料等可靠供应链，初始产量较小。全面大规模生产预计2027年开始，根据海外模型预测，CBA晶圆产量将从2027年的93万片增长至2029年，CBI DRAM在DRAM中的占比将从2027年的4%提升至2029年的29%。这种扩展速度既反映了CBI对新节点的经济优势，也体现了Fab厂间通过持续迭代推动缩放技术的竞争压力，DRAM向CBI DRAM的过渡是未来半年左右即将到来的产业趋势。
·NAND的CBA应用现状：NAND与DRAM略有不同，其存储单元结构更简单（仅一个晶体管），已实现晶圆级3D结构堆叠以提升容量，且已率先使用CBI技术。NAND从2014年开始2D到3D的转换，解决了2D NAND容量增加时性能降低的问题，实现容量、速度、能效、可靠性的全方位提升；2017年2D平面制程微缩至10-15纳米，后续迭代为层缩堆叠，2019年3D NAND渗透率达72.6%，预计2025年将占闪存总市量的97.5%。CBI技术由日本凯霞命名（CMOS bonding area），凯霞2023年在其218层第八代BICS 3D NAND产品中应用CBI，第九代512GB TLC存储器从2025年量产起采用CBI技术，结合现有存储单元与最新CMOS技术，降低生产成本同时实现卓越性能；近期凯霞与西部数据发布332层第十代3D闪存，位密度提高59%，NAND接口速度达4.8GB/s（比第八代提升33%）。海力士2024年底宣布321层NAND样品，2025年上半年开始交货，此前量产的是238层产品。CBI技术作为NAND实现高可靠性、高密度的关键，已成为海外龙头的核心发展方向。
3、国内CBA技术进展与投资机遇
·长鑫的产能布局与合作厂商：长鑫在2023年底发布的突破制裁的18纳米DRAM中采用了VCT和self fun布局，未来将在合肥基地、北京九新、上海临港三个地方布局产能，并采取属地配合策略。合肥基地有20万片产能，对应晶合集成（28纳米制程）；北京九新将配合10万片左右产能，主要对应燕东微；上海临港的HBM产能将配合华虹临港工厂。长鑫CBA技术趋势将从2026年开始起步，后续逐步爬坡，晶圆厂供应采取属地配合策略。
·长存的技术进展与合作：长存早在2018年推出X-Taking架构，率先在3D NAND制造中引入混合键合技术并建立完善专利布局，其CBI采用wafer to wafer混合键合，具备四大优势：a.去掉传统邦定，缩短电路路径，提高I/O密度；b.信号传输速率大幅提升，降低功耗，提高能效；c.降低机械应力，提高产品稳定性与可靠性；d.CBA技术将NAND和外围CMOS电路分开制造，优化工艺，降低成本。该架构帮助长存在3D NAND堆叠层数上全球领先，Xtacking技术成为高堆叠NAND量产关键工艺，此后被美国重点盯上。长存未来大概率与华润微合作，工艺基于DRAM，结构相对简单，先逐步开始在40纳米左右。
