9月26日，韩国SK海力士宣布，继今年3月向客户供应8层高带宽存储器HBM3E（24GB）后，公司率先开始量产12层HBM3E（36GB），也是全球HBM产品中容量最大的。性能提升之处在于，比上一代DRAM芯片薄40%，维持相同整体厚度，容量却提高了50%。SK海力士表示，支撑这款产品稳定量产的关键之一，就是新一代MR-MUF（Mass Reflow Molded Underfill）热管理封装技术。本文就来扒一扒该技术相关细节及其用到的材料。

什么是HBM

HBM是High Bandwidth Memory的缩写，即高带宽存储器，它是一种设计为堆栈式结构的内存技术，具体是将常见的DRAM（动态内存）芯片垂直堆叠在一起，通过硅通孔（Through Silicon Via, TSV）技术连接，从而显著增加带宽并且减小体积。HBM3E是第五代产品，由8颗3GB的DRAM芯片垂直堆叠而成。HBM对于GPU（图形处理器，即显卡）的关键作用是提高数据传输的速度，减少延迟。

打个比方，AI模型基本可以看作是生产数据（答案）的智慧工厂，GPU就是这座工厂可以同时处理多个任务的自动化流水线。HBM就是流水线的传送带，负责将原料（数据）快速、高效地从仓库（硬盘或SSD等）传送给负责处理加工的机械臂（计算单元）。HBM速度越快，数据吞吐就越快，AI训练和得出结论的速度自然也就越快。

关于MR-MUF封装

在体积更小、速度更快、带宽更高、性能更佳的追求道路上，DRAM芯片密集堆叠导致热量集中在较小的空间内，增加了散热难度，这很快就构成器件升级最大的障碍。SK海力士在2019年发明了MR-MUF创新封装技术，并将其用于HBM中提升散热效果，该技术同时减少了芯片堆叠时受到的压力，提高了芯片的翘曲控制力(Warpage Control)，确保HBM稳定量产。

新一代技术在容量增加的同时提升了散热和工作效率

MR-MUF是Mass Reflow Molded Underfill的缩写，用汉语词汇不是很好翻译概括，简单描述就是通过在高温下将填充材料流动到芯片和基板之间，实现高效的封装和散热的技术，通常采用环氧树脂和填料提高机械强度和热导率，并减少内应力（芯片翘曲）。散热和增强填料以氧化铝、氮化硼、硅微粉、玻璃纤维较为常见，更多特殊填料则可能涉及个性化需求或特殊配方。而所谓新一代MR-MUF是SK海力士发现传统MR-MUF在面对更密集堆叠时（从8层到12层），在散热和芯片翘曲问题上已力不从心。据SK公开文献显示，新一代环氧树脂填充体系的散热性能提高了1.6倍；首创的芯片控制技术（Chip Control Technology）则用于防止芯片翘曲。

芯片控制技术是在堆叠芯片时，通过瞬间高温使凸点连接（焊球）与填充材料熔合，填充材料在冷却固化后提供了稳定的机械支持，避免芯片在使用过程中的变形或翘曲。而环氧树脂体系的散热性能提升，则依赖于新型高导热填料，这包括材料配方的变化，比如粉体球形化与粒径进一步细化；比如氮化硼、金刚石、氮化铝等高导热填料组分的增加；其他需要注意的因素还包括膨胀系数与硅片相近以减少应力，等等。

展望与小结

混合键合（Hybrid Bonding）等新一代封装技术受到广泛关注，该技术在堆叠芯片时，使芯片间不需要凸点（焊球）而直接连接的技术。通过此技术，可减少芯片整体厚度，以实现高层堆叠。能在产品厚度不变的情况下，通过增加芯片堆叠层数来提升产品性能和容量。

尽管顶层与底层芯片间距变窄导致的散热问题依然存在，但这项技术有望成为可以满足客户日益多样化性能需求的一种解决方案。SK海力士HBM开发负责人表示，“公司目前在探讨将该技术应用于16层以上HBM产品的必要性，计划持续提升当前先进MR-MUF技术的散热性能，并确保新技术的研发，考虑未来采用先进MR-MUF技术和混合键合技术相结合的方式开发新产品。” 

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