SK hynix не ждёт гибридную стыковку раньше HBM5
Компания не ожидает готовности технологии для HBM4E, хотя окончательно не определила продукт, который первым получит этот способ сборки. Ограничением остаётся предельная высота HBM-стека — 775 микрометров.
SK hynix не ожидает готовности гибридной стыковки для HBM4E. Об этом на конференции Hot Chips 23 августа заявил вице-президент SK hynix America по разработке корпусирования Джэсик Ли. Таким образом, HBM5 становится самым ранним поколением, в котором технология потенциально может появиться, хотя компания ещё не решила, какой именно продукт получит её первым.
Основная проблема — ограничение высоты стека HBM в 775 микрометров. При установке системы охлаждения с логического кристалла и стеков памяти снимают часть материала, чтобы открыть кремний; поэтому память не должна быть выше расположенного рядом логического кристалла. Стандарт JEDEC для HBM4 повысил этот предел с 720 микрометров, действовавших до HBM3E, до 775 микрометров.
Увеличивать число слоёв в таких условиях приходится за счёт более тонких кристаллов DRAM и меньших промежутков между ними. В 16-слойной HBM4, которая проходит квалификацию у заказчиков в варианте на 48 ГБ на стек, толщина основных кристаллов составляет около 50 микрометров, а расстояние между ними вдвое меньше, чем у 12-слойной версии. Последняя уже выпускается серийно. Одновременно растёт и тепловая нагрузка: в представленных SK hynix данных скорость контактов выросла с 1 Гбит/с у ранних HBM до 8 Гбит/с у HBM4, а тепловая нагрузка между показанными поколениями увеличилась в 2,2 раза.
Пока SK hynix намерена развивать используемый метод MR-MUF: кристаллы устанавливаются по одному, а соединение выполняется за один этап оплавления. По словам Ли, ключевая производственная сложность для 16-слойных стеков — заполнение сократившихся зазоров и контроль деформации кристаллов толщиной менее 50 микрометров.
Гибридная стыковка соединяет медные площадки и оксидные поверхности без микровыводов. По данным презентации SK hynix, для 20-слойных стеков она позволила бы сделать кристаллы до 24% толще, снизить тепловое сопротивление примерно на 35% по сравнению с MR-MUF и уменьшить шаг контактов ниже 18 микрометров. Однако для стеков из 20 и более слоёв технология всё ещё находится на исследовательской стадии.
Компания также развивает систему охлаждения iHBM: теплоотводящие, но электрически изолирующие блоки предлагается встроить в базовый кристалл, рядом с интерфейсом между кристаллами, где особенно высока плотность мощности. SK hynix заявляет о снижении теплового сопротивления более чем на 30%, но такая конструкция требует совместной оптимизации с заказчиком и не может быть добавлена в поколение памяти, уже находящееся в разработке.