سامسونغ للإلكترونيات تدفع نحو تغيير هيكلي في الجيل التالي من HBM… تقدم ببراءة اختراع جديدة لتحسين الاستجابة للتكديس العالي

تأكد أن شركة سامسونغ للإلكترونيات قد تقدمت ببراءة اختراع جديدة تهدف إلى حل مشاكل الموثوقية في حزم الذاكرة عالية النطاق الترددي (HBM). مع اقتراب عصر التكديس العالي لـ HBM4E و HBM5، تبتكر الشركة هيكل "القالب الوهمي" الذي يحمي قوالب الذاكرة، ساعيةً إلى تحقيق الاستقرار الهيكلي واستقرار الإنتاجية. وفقًا لبراءة اختراع تغليف HBM التي تم الكشف عنها في 28 من الشهر الجاري، طورت سامسونغ للإلكترونيات تقنية تقوم بتشكيل الجانب العلوي من القالب الوهمي في التكديس إلى هيكل ثلاثي المستويات مع سطح منحني. إنها طريقة يمكنها تحسين مشاكل انفصال الطبقات والتشقق والالتواء التي تحدث عادة في HBM عالي التكديس.
HBM هو هيكل يتم فيه تكديس قوالب ذاكرة متعددة عموديًا فوق قالب أساسي، مع وضع قالب وهمي علوي فوقها. يقوم القالب الوهمي بجعل ارتفاع الحزمة الإجمالي ضمن المواصفات ويؤدي أدوار الحماية الميكانيكية وتبديد الحرارة. ومع ذلك، مع ارتفاع عدد الطبقات المكدسة إلى ما بعد 12 أو 16 طبقة أو أكثر، أصبحت موثوقية القالب الوهمي العلوي متغيرًا رئيسيًا للإنتاجية والاستقرار على المدى الطويل. عادةً، يؤدي الانتقال من 8 إلى 12 طبقة إلى خفض الإنتاجية بنسبة 10 إلى 20 نقطة مئوية، ومع التوجه نحو 16 طبقة، تنخفض بشكل أكثر حدة، لتصل إلى نطاق 40 إلى 60 بالمائة. وهنا، يؤدي تحسين هيكل القالب الوهمي إلى معالجة مشكلة الالتواء ومشكلة عدم تطابق التمدد الحراري، والتي تعد من الأسباب المهمة لانخفاض الإنتاجية.
تستخدم سامسونغ للإلكترونيات عملية "النشر بالأخاديد العميقة" للقالب الوهمي. النشر بالأخاديد العميقة هو عملية قطع عالية الدقة تفصل الرقاقات (القوالب) عن طريق حفر أخاديد عميقة في الرقاقة، وهي تقنية تشكل أخاديد أعمق وأكثر دقة من النشر التقليدي بشفرة عادية (النشر الميكانيكي). ميزتها أنها تعتمد على الليزر وتقلل من الضرر الذي يلحق بالبنية البلورية لأشباه الموصلات.
تم تصميم هذا الهيكل على شكل هرم مقلوب، حيث يتم إبقاء السطح السفلي (سطح الترابط) للقالب الوهمي العلوي ضيقًا بينما يتسع السطح العلوي. تنقسم الجوانب إلى جوانب أولى وثانية وثالثة، وتتميز بهيكل غير مستمر حيث يتغير الميل فجأة عند كل نقطة اتصال، بالإضافة إلى سطح محدب منحني نحو الأعلى. ونتيجة لذلك، من المتوقع أن تتحسن القوة الميكانيكية بشكل كبير مقارنة بالجانب الرأسي البسيط التقليدي. بالإضافة إلى ذلك، من خلال تشكيل أخدود مسبقًا في منطقة عدم الترابط، يحل التصميم مشكلة تلوث واجهة الترابط بالحطام المتولد أثناء عملية النشر. وهذا بدوره يعزز موثوقية الترابط بالانصهار.
من الجدير بالملاحظة أيضًا من منظور إدارة الحرارة. تصمم براءة الاختراع بدقة المسافة الرأسية بين السطح السفلي لطبقة العزل للترابط وسطح الامتداد الأفقي لتكون من 1 إلى 10 ميكرومترات، مما يسمح بالحفاظ على كفاءة نقل الحرارة عند المستوى الحالي. ويتضمن التصميم أيضًا سطحًا بارزًا معدلًا يقلل من حجم طبقة التشكيل، مما يرفع إمكانية تحسين مسار نقل الحرارة فعليًا.
يبدو أن سامسونغ للإلكترونيات ستربط هذه التقنية بتقنيات تغليف HBM الحالية مثل الترابط الهجين و HPB لتعزيز القدرة التنافسية الشاملة للموثوقية وتوسيع حصتها السوقية في HBM.
أوضح مسؤول في الصناعة أنه في HBM عالي التكديس بـ 12 طبقة أو أكثر، فإن التواء القالب الوهمي العلوي هو في الواقع متغير رئيسي له تأثير كبير على الإنتاجية، وأضاف أنه يبدو أنها تقنية استباقية تستهدف HBM5 بـ 16 طبقة أو أكثر.