Samsung y SK evalúan el momento de la adopción de la unión híbrida para HBM

Samsung Electronics y SK Hynix están profundizando sus deliberaciones sobre cuándo adoptar la tecnología de unión híbrida para realizar la memoria de alto ancho de banda (HBM) de próxima generación.
La razón es que la necesidad de las fortalezas clave de la tecnología, "reducción de espesor" y "rendimiento mejorado de disipación de calor", ha disminuido.
Dentro de la industria, existe la opinión de que la necesidad de adoptar la unión híbrida resurgirá una vez que el número de E/S (terminales de entrada y salida) en HBM explote.
Según la industria el día 6, hay observaciones de que el punto en el que la unión híbrida se aplica completamente a la HBM de próxima generación puede retrasarse en relación con las expectativas.
Aunque hubo pronósticos de que la tecnología de unión híbrida podría aplicarse a partir de HBM4 (la sexta generación de HBM), esto no se materializó debido a factores como la dificultad técnica.
Las principales empresas de memoria, incluidas Samsung Electronics y SK Hynix, han continuado la investigación y el desarrollo (I+D) para aplicar la unión híbrida, una tecnología de empaquetado de próxima generación, a HBM.
La tecnología de unión utilizada actualmente en la producción en masa de HBM es la unión por compresión térmica (TC).
Es una estructura en la que se colocan finas protuberancias llamadas bumps y un material de relleno inferior que sirve como soporte entre DRAM y DRAM, y luego se unen mediante calor y presión.
La unión híbrida une directamente el cableado de cobre de cada DRAM.
Debido a que no utiliza bumps, facilita la reducción del grosor general de HBM y puede mejorar las características de disipación de calor y la eficiencia energética.
Las E/S (terminales de entrada y salida) que sirven como vías de transmisión de datos dentro de la HBM también se pueden conectar a mayor densidad.
Inicialmente, se esperaba que Samsung Electronics y SK Hynix aplicaran la tecnología de unión híbrida ya en HBM4 (la sexta generación de HBM), pero en su lugar aplicaron la unión TC convencional.
Ahora hay pronósticos de que podría adoptarse a partir de HBM4E de 16 capas (la séptima generación de HBM).
El punto previsto de aplicación se ha retrasado.
La HBM de próxima generación ve una necesidad reducida de reducción de espesor
Dentro de la industria, también hay observaciones de que el momento de la adopción de la unión híbrida podría retrasarse aún más.
La razón es que la necesidad de las ventajas de la unión híbrida, a saber, el grosor reducido de HBM y las características de calor mejoradas, está disminuyendo.
En el caso del grosor de HBM, el estándar de la industria se está relajando gradualmente.
El estándar de HBM era originalmente de 720 micrómetros de espesor hasta HBM3E (la quinta generación de HBM), pero se elevó a 775 micrómetros con la llegada de HBM4.
El principal impulsor fue que el número de DRAM apiladas en HBM4 aumentó de las anteriores 8 capas y 12 capas a 12 capas y 16 capas.
Se sabe que el Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos (JEDEC) está discutiendo un plan para relajar el espesor de la HBM de próxima generación que apila 20 capas, como HBM5, de 900 micrómetros hasta un máximo de alrededor de 1,000 micrómetros.
Si se relaja el estándar de espesor, el espaciado entre DRAM no tiene que reducirse al extremo, lo que puede aliviar la carga sobre la tecnología de unión.
El hecho de que la demanda de HBM de alta pila por parte de clientes clave como Nvidia se esté retrasando también es una variable.
Un funcionario de la industria de la memoria, A, explicó que "las discusiones sobre HBM de 16 capas entre los clientes y los fabricantes de memoria no se están llevando a cabo activamente en la actualidad", y agregó que "por ahora, existe una fuerte posibilidad de que los productos de 12 capas sigan siendo el pilar incluso en HBM4E".
Samsung y SK mejoran la disipación de calor de HBM con un dispositivo separado, que se aplicará a partir de HBM5
La unión híbrida también es ventajosa para mejorar las características térmicas de HBM porque elimina el material de relleno inferior, que tiene baja conductividad térmica.
Sin embargo, Samsung Electronics y SK Hynix han ideado recientemente una tecnología que puede mejorar las características térmicas de HBM de una manera diferente.
El núcleo de ello es colocar un dispositivo separado que disipe el calor junto a la HBM.
Samsung Electronics llama a esto el Bloque de Ruta Térmica (HPB), mientras que SK Hynix lo llama iHBM (ICE HBM).
Ambas empresas están probando la tecnología para su aplicación en HBM5.
El funcionario de la industria de empaquetado B dijo que "implementar un dispositivo de disipación de calor y colocarlo junto al dado central de HBM no es técnicamente muy difícil, por lo que no debería haber obstáculos para la comercialización", y que "desde el punto de vista de las empresas de memoria, es una opción estable".
"La I+D de la unión híbrida continuará"
Aun así, se espera que Samsung Electronics y SK Hynix continúen su I+D de unión híbrida.
Esto se debe a que aplicar la unión híbrida se vuelve ventajoso si el número de E/S aumenta y la densidad mejora en la HBM de próxima generación.
Por ejemplo, HBM4 se implementó con 2.048 E/S, el doble que la generación anterior HBM3E.
En este caso, el espaciado dentro de la HBM debe reducirse considerablemente.
Se evalúa que la unión TC tiene dificultades para implementar más E/S a partir de este punto, porque los bumps se extienden lateralmente al derretirse.
El funcionario de la industria de empaquetado C declaró que "a medio y largo plazo, hay discusiones de que el número de E/S se duplicará una vez más a 4.096 a partir de HBM5E", y que "en este caso, el espaciado de E/S es muy estrecho, por lo que será necesario aplicar la unión híbrida".