سامسونج وSK تزنان توقيت اعتماد الربط الهجين لـ HBM

تعمق سامسونج للإلكترونيات وSK هاينكس مداولاتهما بشأن موعد اعتماد تقنية الربط الهجين لتحقيق الجيل التالي من الذاكرة عالية النطاق الترددي (HBM).
السبب هو أن الحاجة إلى نقاط القوة الرئيسية للتقنية، وهي "تقليل السُمك" و"تحسين أداء تبديد الحرارة"، قد تضاءلت. داخل الصناعة، هناك رأي مفاده أن ضرورة اعتماد الربط الهجين ستعاود الظهور بمجرد أن يتضاعف عدد I/O (واجهات الإدخال والإخراج) في HBM.
وفقًا للصناعة في السادس من الشهر، هناك ملاحظات بأن النقطة التي يتم عندها تطبيق الربط الهجين بالكامل على الجيل التالي من HBM قد تتأخر مقارنة بالتوقعات. على الرغم من وجود توقعات سابقة بأن تقنية الربط الهجين يمكن تطبيقها بدءًا من HBM4 (الجيل السادس من HBM)، إلا أن ذلك لم يتحقق بسبب عوامل مثل الصعوبة التقنية.
واصلت شركات الذاكرة الكبرى بما في ذلك سامسونج للإلكترونيات وSK هاينكس البحث والتطوير (R&D) لتطبيق الربط الهجين، وهو تقنية تعبئة من الجيل التالي، على HBM. تقنية الربط المستخدمة حاليًا في الإنتاج الضخم لـ HBM هي الربط بالضغط الحراري (TC). وهي بنية يتم فيها وضع نتوءات دقيقة تسمى bumps ومادة حشو سفلية تعمل كدعم بين DRAM وDRAM، ثم يتم ربطها معًا باستخدام الحرارة والضغط.
الربط الهجين يربط مباشرة الأسلاك النحاسية لكل شريحة DRAM. نظرًا لأنه لا يستخدم bumps، فإنه يسهل تقليل السُمك الكلي لـ HBM ويمكنه تحسين خصائص تبديد الحرارة وكفاءة الطاقة. كما يمكن توصيل I/O (واجهات الإدخال والإخراج) التي تعمل كمسارات لنقل البيانات داخل HBM بكثافة أعلى.
في البداية، كان من المتوقع أن تطبق سامسونج للإلكترونيات وSK هاينكس تقنية الربط الهجين في أقرب وقت بدءًا من HBM4 (الجيل السادس من HBM)، لكنهما طبقتا الربط التقليدي TC بدلاً من ذلك. هناك الآن توقعات بأنه قد يتم اعتماده بدءًا من HBM4E ذو 16 طبقة (الجيل السابع من HBM). تم تأجيل النقطة المتوقعة للتطبيق.
الجيل التالي من HBM يشهد حاجة منخفضة لتقليل السُمك
داخل الصناعة، هناك أيضًا ملاحظات بأن توقيت اعتماد الربط الهجين قد يتأخر أكثر. السبب هو أن ضرورة مزايا الربط الهجين، وهي تقليل سُمك HBM وتحسين خصائص الحرارة، آخذة في الانخفاض.
في حالة سُمك HBM، يتم تخفيف المعيار الصناعي تدريجيًا. كان معيار HBM في الأصل 720 ميكرومترًا في السُمك حتى HBM3E (الجيل الخامس من HBM)، ولكن تم رفعه إلى 775 ميكرومترًا مع ظهور HBM4. المحرك الرئيسي هو أن عدد طبقات DRAM المكدسة في HBM4 ارتفع من 8 طبقات و12 طبقة سابقًا إلى 12 طبقة و16 طبقة.
من المعروف أن مجلس هندسة الأجهزة الإلكترونية المشترك (JEDEC) يناقش خطة لتخفيف سُمك الجيل التالي من HBM الذي يكدس 20 طبقة، مثل HBM5، من 900 ميكرومتر إلى حد أقصى يبلغ حوالي 1000 ميكرومتر. إذا تم تخفيف معيار السُمك، فلن يكون من الضروري تقليل التباعد بين شرائح DRAM إلى أقصى حد، مما يمكن أن يخفف العبء على تقنية الربط.
حقيقة أن الطلب على HBM عالي التكديس من العملاء الرئيسيين مثل Nvidia يتم تأجيله هي أيضًا عامل متغير.
أوضح مسؤول في صناعة الذاكرة، A، أن "المناقشات حول HBM ذو 16 طبقة بين العملاء ومصنعي الذاكرة لا تجري بنشاط في الوقت الحالي"، مضيفًا أنه "في الوقت الحالي، هناك احتمال كبير أن تظل منتجات 12 طبقة هي العمود الفقري حتى في HBM4E."
سامسونج وSK تحسنان تبديد حرارة HBM بجهاز منفصل، سيتم تطبيقه بدءًا من HBM5
الربط الهجين مفيد أيضًا لتحسين خصائص حرارة HBM لأنه يزيل مادة الحشو السفلية، التي لديها توصيل حراري منخفض.
ومع ذلك، ابتكرت سامسونج للإلكترونيات وSK هاينكس مؤخرًا تقنية يمكنها تحسين خصائص حرارة HBM بطريقة مختلفة. جوهرها هو وضع جهاز منفصل لتبديد الحرارة بجانب HBM. تسميه سامسونج للإلكترونيات Heat Path Block (HPB)، بينما تسميه SK هاينكس iHBM (ICE HBM). تختبر كلتا الشركتين التقنية لتطبيقها في HBM5.
قال المسؤول ب في صناعة التعبئة: "تنفيذ جهاز لتبديد الحرارة ووضعه بجانب قالب قلب HBM ليس صعبًا من الناحية التقنية، لذلك لا ينبغي أن تكون هناك عوائق أمام التسويق"، وأن "من وجهة نظر شركات الذاكرة، فهو خيار مستقر."
"سوف يستمر البحث والتطوير في الربط الهجين"
ومع ذلك، من المتوقع أن تواصل سامسونج للإلكترونيات وSK هاينكس البحث والتطوير في الربط الهجين. وذلك لأن تطبيق الربط الهجين يصبح مفيدًا إذا زاد عدد I/O وتحسنت الكثافة في الجيل التالي من HBM.
على سبيل المثال، تم تنفيذ HBM4 مع 2,048 I/O، وهو ضعف الجيل السابق HBM3E. في هذه الحالة، يجب تضييق التباعد داخل HBM بشكل كبير. يُقيم الربط TC بأنه يواجه صعوبة في تنفيذ أي زيادة أخرى في I/O بعد هذه النقطة، لأن bumps تنتشر جانبيًا أثناء ذوبانها.
صرح المسؤول ج في صناعة التعبئة: "على المدى المتوسط إلى الطويل، هناك مناقشات بأن عدد I/O سيتضاعف مرة أخرى إلى 4,096 بدءًا من HBM5E"، وأنه "في هذه الحالة، يكون تباعد I/O ضيقًا جدًا، لذا سيكون من الضروري تطبيق الربط الهجين."