Технологія упаковки HBM змінюється: Samsung та SK Hynix обидва відкладають впровадження гібридного з'єднання HBM

Samsung Electronics та SK Hynix переглядають графік впровадження технології гібридного з'єднання (Hybrid Bonding) у сфері високошвидкісної пам'яті (HBM). У зв'язку з поступовим послабленням стандартів товщини HBM та появою альтернативних рішень для відведення тепла, ця перспективна технологія пакування наступного покоління, на яку покладали великі надії, зазнала послідовних затримок у комерційному впровадженні.

Як повідомляє південнокорейське технологічне видання ZDNet Korea в понеділок, галузеві спостерігачі зазначають, що повномасштабне застосування технології гібридного з'єднання в HBM наступного покоління може відбутися пізніше, ніж очікувалося раніше. Спочатку обидві компанії планували впровадити цю технологію вже в HBM4 (шосте покоління HBM), але врешті-решт зберегли традиційну технологію термокомпресійного з'єднання (TC-з'єднання).

Зараз у галузі прогнозують, що впровадження гібридного з'єднання може бути відкладено до 16-шарової HBM4E (сьоме покоління HBM), а деякі фахівці вважають, що реальний термін може бути ще пізніше.

Ця зміна безпосередньо впливає на ланцюг постачання HBM та суміжних виробників пакувального обладнання. Відкладення технології гібридного з'єднання означає продовження життєвого циклу існуючого процесу TC-з'єднання, а ритм капітальних витрат на обладнання та матеріали для гібридного з'єднання відповідно скоригується.

Послаблення стандартів товщини послаблює ключову перевагу гібридного з'єднання

Основна перевага технології гібридного з'єднання полягає в тому, що вона не потребує структури виступів (Bump) і може безпосередньо з'єднувати мідні лінії між шарами DRAM, що спрощує зменшення загальної товщини HBM, а також покращує тепловідведення та енергоефективність. Однак терміновість цих переваг на ринку знижується.

Стандарти товщини HBM поступово пом'якшуються. Стандартна товщина HBM у HBM3E (п'яте покоління) становила 720 мікрометрів, а при переході до HBM4 вона була збільшена до 775 мікрометрів, головним чином через збільшення кількості шарів з 8 або 12 до 12 або 16. За повідомленнями, міжнародна організація зі стандартизації напівпровідників JEDEC наразі обговорює можливість подальшого послаблення верхньої межі товщини для 20-шарових продуктів, таких як HBM5, з 900 до приблизно 1000 мікрометрів. Як тільки обмеження по товщині послаблюються, проміжки між шарами DRAM не потрібно стискати до мінімуму, що також зменшує технічний тиск на TC-з'єднання.

Водночас графік попиту з боку ключових клієнтів, таких як NVIDIA, на HBM з великою кількістю шарів також зазнав зсуву. Один з фахівців галузі пам'яті, пан А, зазначив: "Наразі обговорення між клієнтами та виробниками пам'яті щодо 16-шарової HBM не є активними. На даний момент, навіть у HBM4E, 12-шарові продукти, ймовірно, продовжать домінувати."

Поява альтернативних рішень для охолодження, обидві компанії шукають інші шляхи

Покращення теплових характеристик є ще однією важливою перевагою гібридного з'єднання – видалення матеріалу заповнення (underfill) з низькою теплопровідністю сприяє покращенню теплових властивостей HBM. Однак Samsung Electronics та SK Hynix вже розробили альтернативні технології охолодження, які не залежать від гібридного з'єднання.

Основна ідея обох компаній полягає в додатковій інтеграції окремого тепловідвідного компонента поруч з основним чіпом HBM. Samsung Electronics називає це Тепловим шляховим модулем (Heat Path Block, HPB), а SK Hynix – iHBM (ICE HBM). Наразі обидві компанії тестують застосування цих технологій для HBM5.

Представник галузі пакування зазначив: "Розміщення тепловідвідного компонента поруч з основним чіпом HBM технічно не є складним завданням, комерціалізація не повинна мати перешкод. З точки зору компаній-виробників пам'яті, це стабільний вибір."

Вузьке місце щільності I/O може стати остаточним рушієм для гібридного з'єднання

Хоча короткостроковий графік впровадження зсувається, дослідження та розробки гібридного з'єднання в Samsung Electronics та SK Hynix, як очікується, продовжуватимуть прогресувати. Рушійною силою є вибухове зростання вимог до щільності I/O в довгостроковій еволюції HBM.

HBM4 вже подвоїла кількість I/O з 1024 у HBM3E до 2048, що призвело до значного зменшення внутрішніх проміжків HBM. При плавленні виступів у TC-з'єднанні відбувається поперечне розтікання, що, на думку фахівців, ускладнює реалізацію вищої щільності I/O. Фахівець з пакування, пан С, зазначив: "У середньо- та довгостроковій перспективі в галузі обговорюють можливість повторного подвоєння кількості I/O до 4096, починаючи з HBM5E. На той час проміжки I/O будуть надзвичайно малі, і гібридне з'єднання стане необхідним варіантом."

Це означає, що технологія гібридного з'єднання не відкидається, а лише відкладається – її реальне комерційне вікно може знову відкритися при критичному прориві щільності I/O в ході еволюції поколінь HBM.

Попередження про ризики та застереження

        Ринок несе ризики, інвестування вимагає обережності. Ця стаття не є індивідуальною інвестиційною порадою і не враховує особливі інвестиційні цілі, фінансовий стан або потреби окремих користувачів. Користувачі повинні враховувати, чи відповідають будь-які думки, погляди або висновки в цій статті їхнім конкретним умовам. Інвестування на основі цього здійснюється на власний ризик.