根据韩国科学技术院(KAIST)教授表示,当 HBM5 正式商用化时,冷却技术将成为 2029 年高频宽记忆体(HBM)市场竞争的关键因素。
KAIST 电机工程系教授 Joungho Kim 在 KAIST Teralab 主办的活动中指出,目前决定半导体市场主导权的关键是封装技术,但随著 HBM5 的出现,这个局面将转变为冷却技术。
Teralab 在会中公布自 2025 年至 2040 年从 HBM4 到 HBM8 的技术蓝图,涵盖 HBM 架构、冷却方式、硅穿孔(TSV)密度、中介层等项目。Joungho Kim 指出,藉由异质整合与先进封装技术,HBM 的基础晶片(base die)预期将移至 HBM 堆叠的最上层。
自从 HBM4 开始,基础芯片将承担部分 GPU 运算工作,导致温度上升,对于散热冷却的重要性也提升。HBM4 的液冷技术是将冷却液注入封装顶部的散热器中,Joungho Kim 认为目前的液冷方式将面临极限,因此到 HBM5 是採用沉浸式冷却技术,将基础芯片与封装整体将浸泡在冷却液中。
除了 TSV 外,还将新增其他类型的通孔(via),如热穿孔(TTV)、闸极用 TSV 及 TPV(电源穿孔)。据悉,到了 HBM7,需使用嵌入式冷却技术,将冷却液倒入 DRAM 晶片间,并引入流体 TSV(fluidic TSV)来达成目的。
此外,HBM7 也将与多种新架构整合,例如高频宽快闪记忆体(HBF),其中 NAND 像 HBM 的 DRAM 一样进行 3D 堆叠;至于 HBM8,则将记忆体直接安装于 GPU 上方。
除了冷却技术外,接合/绑定(bonding)也将是决定 HBM 竞争力的另一大关键。而从 HBM6 开始,将引入玻璃与硅混合的混合中介层(hybrid interposer)。
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