6月18日,SK海力士宣布已向主要客户供应12层堆叠的第七代高带宽存储器HBM4E样品,正式进入客户验证阶段。这款面向下一代AI的超高性能DRAM新产品提升包括:实现了每引脚16Gbps的最大数据处理速度,能效较HBM4提升20%以上-;在12层堆叠基础上达成48GB容量的同时,采用先进MR-MUF工艺,热阻较HBM4降低了约17%。

HBM4E性能示意
散热瓶颈突破历程
HBM通过将DRAM芯片垂直堆叠实现高带宽,但这种3D架构也带来严峻的热管理挑战。2019年,SK海力士推出MR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill)封装技术,该技术采用环氧树脂和填料(如氧化铝、氮化硼等)提高机械强度和热导率,通过在高温下将填充材料流动到芯片和基板之间后固化,实现高效封装和散热。随着堆叠层数不断递增,初代MR-MUF在散热和芯片翘曲控制方面已力不从心,SK海力士开发的新一代MR-MUF技术实现了关键突破:环氧树脂填充体系的散热性能提升了1.6倍;首创的芯片控制技术通过瞬间高温使凸点连接与填充材料熔合,冷却固化后提供稳定的机械支持,有效防止芯片翘曲。而本次推出HBM4E在容量提升的同时散热能力继续不降反升,体现了封装材料技术的持续进步,可能还使用了今年5月最新公开显著降低发热的“iHBM”解决方案,即通过在发热最严重的D2D PHY(芯片对芯片物理层)上方部署内置导热器件,构建专属散热通道。
相关阅读:SK Hynix(SK 海力士)下一代HBM热管理解决方案,高导热陶瓷挑大梁?
下一代散热技术展望
以上是海力士公开并已或正在实现的散热解决方案。此外SK海力士正在考虑将先进MR-MUF与混合键合相结合,用于16层及以上HBM产品混合键合技术——混合键合技术无需凸点即可将芯片直接连接,可实现更高密度互连、更低延迟与更优异散热性能。而导热填料方面,Low-α射线球形氧化铝已被视为HBM封装材料中必不可少的关键填料,并且,随着HBM向更高堆叠层数演进,封装材料的散热、信号完整性及可靠性面临更严峻挑战,包括填料和内置导热材料等高导热陶瓷材料正扮演越来越重要的角色。可以明确,未来HBM的竞争,将不仅是带宽与容量的较量,更是材料科学与热管理工程能力的综合比拼。
粉体圈 郜白