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三星HBM4將采用Logic Base Die和3D封裝

2024-09-05
來(lái)源:芯智訊
關(guān)鍵詞: 三星 HBM4 LogicBaseDie 3D封裝

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9月4日,在臺(tái)北舉行的“Semicon Taiwan 2024”展會(huì)上,三星電子存儲(chǔ)器事業(yè)本部部長(zhǎng)李正培(Jung-Bae Lee)作為主題演講嘉賓,介紹了三星的HBM優(yōu)勢(shì)。

李正培表示,目前AI時(shí)代遇三大挑戰(zhàn),即能耗、因內(nèi)存帶寬限制帶來(lái)的AI性能限制,以及儲(chǔ)存容量限制。由于帶寬和內(nèi)存容量需求增加,目前的HBM構(gòu)架已經(jīng)無(wú)法滿足需求,加上HBM能耗較高,即數(shù)據(jù)傳輸與GPU間的能耗較高,因此三星將推出新的HBM構(gòu)架,以減少當(dāng)中傳輸。

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三星提出的新的解決方案與SK海力士一樣,雖然HBM3E及之前的HBM都是采用DRAM制程的基礎(chǔ)裸片(Base Die),采用2.5D 系統(tǒng)級(jí)封裝,但是到HBM4都計(jì)劃將DRAM Base Die 改成Logic Base Die,以及3D封裝,以推動(dòng)性能和能效進(jìn)一步提升。

具體來(lái)說(shuō),這個(gè)Logic Base die是連接AI加速器內(nèi)部圖形處理單元(GPU)和DRAM的必備組件,位于DRAM的底部,主要充當(dāng)GPU和內(nèi)存之間的一種控制器,并且這個(gè)Logic Base Die與之前的Base Die不同,它可以讓客戶自行設(shè)計(jì),可以加入客戶自己的IP,有利于HBM實(shí)現(xiàn)定制化,從而讓數(shù)據(jù)處理更為高效。預(yù)計(jì)可以將功耗大幅降低至之前的30%。

三星在HBM4以前的DRAM制程Base Die,都是由自家內(nèi)存部門負(fù)責(zé)制造,但隨著下一代的HBM4的Base Die轉(zhuǎn)向 Logic Base Die,這部分則將交由邏輯制程晶圓代工廠制造,三星存儲(chǔ)部門則負(fù)責(zé)制造核心的DRAM Die,因此未來(lái)內(nèi)存制造商和晶圓代工業(yè)者與客戶的合作關(guān)系越來(lái)越緊密。

李正培表示,“僅靠現(xiàn)有的存儲(chǔ)器工藝來(lái)提高HBM的性能是有限的,必須結(jié)合邏輯制程才能最大限度地提高 HBM 性能?!辈贿^(guò),這個(gè)Logic Base Die的制造并不會(huì)限制客戶交由三星設(shè)計(jì)(幫助客戶加入客戶自己的IP或者選擇三星提供的IP)或一定要使用三星晶圓代工廠來(lái)代工,客戶可以自由選擇。

但是,李正培也指出,三星在生產(chǎn)定制 HBM 方面具有優(yōu)勢(shì),因?yàn)槿峭瑫r(shí)擁有半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和晶圓代工能力,并且在市場(chǎng)上擁有強(qiáng)大的地位。

另外,三星也將推進(jìn)新的HBM封裝技術(shù),將通過(guò)HCB連接技術(shù),使堆疊增加30%、熱阻(thermal resistance)減少20%,再通過(guò)3D封裝實(shí)現(xiàn)更大帶寬、更大容量、能耗更少。比如Logic Base Die和內(nèi)存之間的帶寬可以達(dá)到70.5TB/s。

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最后,李正培強(qiáng)調(diào),三星可以一次性完成從Logic Base Die設(shè)計(jì)、代工制造、封裝的所有工作,可以提供一站式的服務(wù)。也可以與很多生態(tài)系伙伴共同合作,滿足客戶不同需求,可使用不同伙伴的設(shè)計(jì)和服務(wù)。

相比之下,SK海力士在邏輯制程的能力上存在一定的欠缺,為了解決這一問(wèn)題,SK海力士也計(jì)劃和臺(tái)積電進(jìn)行合作。雖然此前SK海力士自己制造Base Die,但從第6代的HBM4開(kāi)始,將會(huì)委托臺(tái)積電生產(chǎn)Logic Base Die,以進(jìn)一步提升效率。


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