本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫(ID:ICVIEWS)綜合
新一代HBM產(chǎn)品,更貴了。
根據(jù)TrendForce集邦咨詢最新研究,HBM技術(shù)發(fā)展受AI Server需求帶動,三大原廠積極推進(jìn)HBM4產(chǎn)品進(jìn)度。由于HBM4的I/O(輸入/輸出接口)數(shù)增加,復(fù)雜的芯片設(shè)計使得晶圓面積增加,且部分供應(yīng)商產(chǎn)品改采邏輯芯片架構(gòu)以提高性能,皆推升了成本。鑒于HBM3e剛推出時的溢價比例約為20%,預(yù)計制造難度更高的HBM4溢價幅度將突破30%。
AI芯片領(lǐng)先廠商英偉達(dá)于今年GTC大會亮相最新Rubin GPU,AMD則有MI400與之抗衡,上述產(chǎn)品都將搭載HBM4。
由于需求強(qiáng)勁,TrendForce集邦咨詢預(yù)估2026年HBM市場總出貨量預(yù)計將突破30Billion Gb,HBM4的市占率則隨著供應(yīng)商持續(xù)放量而逐季提高,預(yù)計于2026年下半正式超越HBM3e系列產(chǎn)品,成為市場主流。至于供應(yīng)商表現(xiàn),預(yù)期SK hynix將以過半的市占率穩(wěn)居領(lǐng)導(dǎo)地位,Samsung與Micron(美光科技)仍待產(chǎn)品良率與產(chǎn)能表現(xiàn)進(jìn)一步提升,才有機(jī)會在HBM4市場迎頭趕上。
3月19日,韓國半導(dǎo)體供應(yīng)商SK海力士宣布推出面向AI的超高性能DRAM新產(chǎn)品12層HBM4,并在全球首次向主要客戶提供其樣品。SK海力士表示,公司將在下半年完成量產(chǎn)準(zhǔn)備。
HBM4屬于第六代HBM產(chǎn)品,英偉達(dá)將是SK海力士的首個客戶,用于明年的Rubin架構(gòu)數(shù)據(jù)中心GPU上。SK海力士引入了在HBM3E獲得認(rèn)可的Advanced MR-MUF工藝,從而在現(xiàn)有12層堆疊上達(dá)到了最大36GB容量,I/O接口速度達(dá)8Gbps,帶寬可提高至2TB/s。新工藝不但能控制芯片的翹曲現(xiàn)象,還有效提升了散熱性能,由此最大程度地提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
據(jù)SK海力士介紹,4月在臺積電北美技術(shù)論壇上展示的16層堆疊HBM4具有高達(dá) 48 GB 的容量、2.0 TB/s 帶寬和額定 8.0 Gbps 的 I/O 速度,其Logic Die則是由臺積電代工。SK 海力士表示,他們正在尋求在 2025 年下半年之前進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),這意味著該工藝最早可能在今年年底集成到產(chǎn)品中。
SK海力士已經(jīng)穩(wěn)固了Nvidia AI半導(dǎo)體“Blackwell”系列HBM3E的主要供應(yīng)商地位,并且有望在全球率先供應(yīng)預(yù)定于今年年底量產(chǎn)的下一代HBM4樣品,從而繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。截至去年第四季度,HBM占 SK 海力士 DRAM 總銷售額的 40% 以上。
三星的HBM4開發(fā)工作正在按計劃進(jìn)行,且于2025年下半年實(shí)現(xiàn)HBM4的量產(chǎn),并預(yù)計2026年開始商業(yè)供應(yīng)。
據(jù)EBN報道,三星已經(jīng)將混合鍵合技術(shù)引入到第六代HBM產(chǎn)品,也就是HBM4,早于競爭對手SK海力士。這不僅顯著改善了發(fā)熱問題,而且還明顯提升了I/O數(shù)量。隨著堆疊層數(shù)的增加,需要縮小芯片之間的間隙,引入混合鍵合技術(shù)可以縮小間隙,滿足需要更多垂直堆疊層數(shù)的HBM產(chǎn)品的生產(chǎn)。
目前SK海力士采用的是MR-RUF技術(shù),將半導(dǎo)體芯片附著在電路上,使用EMC(液態(tài)環(huán)氧樹脂模塑料)填充芯片之間或芯片與凸塊之間的間隙。相比之下,三星和美光使用的是TC NCF技術(shù),需要高溫高壓將材料固化再熔化,然后進(jìn)行清洗。這個過程涉及2-3個步驟,而MR-RUF技術(shù)可以在不需要清洗的情況下一步完成整個過程。
混合鍵合是一種3D集成技術(shù),使用特殊材料填充和連接芯片,不需要凸塊。這種材料類似于液體或膠水,將提供散熱和芯片保護(hù),從而實(shí)現(xiàn)更薄的整體芯片堆棧。與傳統(tǒng)的基于凸塊的堆疊相比,具有更低的電阻和電容、更高的密度、更好的熱性能、以及更薄的3D堆棧。
不過混合鍵合技術(shù)現(xiàn)階段也存在一些問題,比如成本較高,所需的專用設(shè)備比傳統(tǒng)封裝工具貴得多,并且需要更多的晶圓廠物理空間。這樣會影響資本效率,尤其是在晶圓廠占地面積有限的情況下,這也是存儲器供應(yīng)商謹(jǐn)慎行事的主要原因之一,因此SK海力士暫時也只是將混合鍵合作為備用工藝。
當(dāng)前,HBM4的市場需求強(qiáng)勁,被廣泛應(yīng)用于AI、深度學(xué)習(xí)和高性能計算等領(lǐng)域。此前,英偉達(dá)CEO黃仁勛曾要求SK海力士提前六個月供應(yīng)HBM4芯片。此外,特斯拉最近也向SK海力士和三星電子表達(dá)采購HBM4的意向,用于正在開發(fā)的AI數(shù)據(jù)中心及其自動駕駛汽車。而微軟、Meta向三星電子采購定制HBM4芯片。
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