Cambios en la tecnología de empaquetado HBM: Samsung y SK Hynix retrasan la introducción de la unión híbrida de HBM.

Samsung Electronics y SK Hynix están reevaluando el cronograma de introducción de la tecnología de unión híbrida en el campo de la memoria de alto ancho de banda (HBM). A medida que los estándares de grosor de HBM se relajan gradualmente y surgen soluciones alternativas para los problemas de disipación de calor, esta tecnología de empaquetado de próxima generación, que inicialmente se consideraba prometedora, ha visto retrasada repetidamente su implementación comercial.

Según informó el medio tecnológico coreano ZDNet Korea el lunes, los observadores de la industria señalaron que el momento de la aplicación completa de la tecnología de unión híbrida en la próxima generación de HBM podría ser más tarde de lo previsto anteriormente. Ambas compañías inicialmente esperaban introducir esta tecnología a partir de HBM4 (la sexta generación de HBM), pero finalmente optaron por mantener el esquema tradicional de unión por termocompresión (unión TC).

Actualmente, la industria estima que la introducción de la unión híbrida podría retrasarse hasta HBM4E de 16 capas (la séptima generación de HBM), mientras que algunos expertos del sector creen que el plazo real podría retrasarse aún más.

Este cambio tiene un impacto directo en la cadena de suministro de HBM y en los fabricantes de equipos de empaquetado relacionados. El retraso en la tecnología de unión híbrida significa que el ciclo de vida del proceso actual de unión TC se extenderá, y el ritmo de gastos de capital en equipos y materiales de unión híbrida también se ajustará en consecuencia.

Relajación del estándar de grosor debilita la ventaja central de la unión híbrida

La principal ventaja de la tecnología de unión híbrida es que no requiere una estructura de protuberancias (Bump), ya que puede conectar directamente los cables de cobre de las capas de DRAM, lo que facilita la reducción del grosor total del HBM y mejora el rendimiento de disipación de calor y la eficiencia energética. Sin embargo, la urgencia de mercado de estas ventajas está disminuyendo.

Los estándares de grosor de la industria de HBM han mostrado una tendencia de relajación gradual. El grosor estándar de HBM era de 720 micrómetros en HBM3E (quinta generación), y al llegar a HBM4 se ha aumentado a 775 micrómetros, principalmente debido al incremento en el número de capas apiladas de 8 y 12 a 12 y 16. Se informa que el organismo internacional de estandarización de semiconductores JEDEC actualmente está discutiendo aumentar el límite máximo de grosor de productos apilados de 20 capas, como HBM5, de 900 micrómetros a aproximadamente 1000 micrómetros. Una vez que se relaje la restricción de grosor, el espacio entre capas de DRAM no necesitará comprimirse al límite, y la presión técnica sobre la unión TC también se aliviará.

Al mismo tiempo, el cronograma de demanda de los clientes principales, como NVIDIA, para HBM de alta densidad de apilamiento también se ha retrasado. Una fuente de la industria de memorias, identificada como A, indicó: "Actualmente, las discusiones entre clientes y fabricantes de memorias sobre HBM de 16 capas no son activas; por ahora, incluso en HBM4E, es muy probable que los productos de 12 capas sigan dominando."

Surgen soluciones alternativas de disipación de calor, las dos compañías buscan otras vías

La mejora del rendimiento de disipación de calor es otro punto fuerte de la unión híbrida: la eliminación del material de relleno inferior con baja conductividad térmica ayuda a mejorar las características térmicas del HBM. Sin embargo, Samsung Electronics y SK Hynix ya han desarrollado tecnologías alternativas de disipación de calor que no dependen de la unión híbrida.

El núcleo de las soluciones de ambas compañías es integrar un dispositivo de disipación de calor independiente adicional junto al chip central del HBM. Samsung Electronics lo ha denominado Módulo de Ruta Térmica (Heat Path Block, HPB), mientras que SK Hynix lo llama iHBM (ICE HBM). Ambas compañías están actualmente probando la aplicación de estas tecnologías en HBM5.

Un experto de la industria de empaquetado señaló: "Configurar un dispositivo de disipación de calor junto al chip central del HBM no es técnicamente difícil, y la comercialización no debería tener obstáculos. Desde la perspectiva de las empresas de memorias, es una opción estable."

El cuello de botella de densidad de E/S podría convertirse en el impulsor final de la unión híbrida

A pesar del retraso en el cronograma de introducción a corto plazo, se espera que Samsung Electronics y SK Hynix continúen avanzando en la investigación y desarrollo de la tecnología de unión híbrida. El impulso proviene de la necesidad de un crecimiento explosivo en la densidad de E/S en la evolución a largo plazo del HBM.

HBM4 ya duplicó el número de E/S de 1024 en HBM3E a 2048, lo que ha reducido significativamente el espacio interno del HBM. Se considera que la unión TC, que sufre una expansión lateral cuando las protuberancias se funden, difícilmente puede soportar una mayor densidad de E/S. El experto en empaquetado C señaló: "A medio y largo plazo, la industria está discutiendo duplicar nuevamente el número de E/S a 4096 a partir de HBM5E. En ese momento, la densidad de E/S será extremadamente alta, y la unión híbrida se convertirá en una opción necesaria."

Esto significa que la tecnología de unión híbrida no ha sido abandonada, sino retrasada. Su verdadera ventana comercial podría reabrirse con el avance crítico en la densidad de E/S a lo largo de la evolución generacional del HBM.

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