Гибридное соединение изначально рассматривалось как одно из наиболее важных обновлений упаковки для следующего поколения памяти с высокой пропускной способностью (HBM), но последние сообщения корейских СМИ показывают, что из-за «ослабления» отраслевых стандартов Samsung и SK Hynix, вероятно, приостановят внедрение этой технологии в поколении HBM4 и переведут свой узел приложений на HBM4E. JEDEC, международная организация, ответственная за разработку стандартов полупроводниковой промышленности, пересматривает спецификации толщины стопок HBM. Это изменение не только напрямую влияет на сроки применения гибридного соединения, но и меняет форму технологической игры между ведущими производителями систем хранения данных и крупными клиентами.

В предыдущих стандартах толщина упаковки продуктов HBM следующего поколения определялась как 900 микрон, но последнее обсуждение может еще больше ослабить верхний предел толщины продуктов HBM до 1000 микрон. Это означает, что укладка чипов может развиваться более «консервативным» способом, сохраняя при этом приемлемые механические и тепловые ограничения конструкции, без необходимости преждевременно полагаться на более радикальные способы упаковки, такие как гибридное соединение. Для Samsung и SK Hynix, учитывая, что зрелость производственной линии, производительность и стоимость по-прежнему должны быть сбалансированы, такая тонкая настройка стандартов дает больше веских причин откладывать внедрение новых процессов.

В апреле этого года стало известно, что SK Hynix проверила 12-слойный образец HBM с использованием гибридного соединения. Тогда в отрасли ожидали, что компания первой внедрит эту технологию в массовое производство HBM4. Гибридное соединение рассматривается как ключевой вариант решения задач искусственного интеллекта следующего поколения и высокопроизводительных вычислений, поскольку эти приложения требуют большего количества слоев стекирования и большей плотности полосы пропускания. В традиционном процессе HBM каждый слой чипов DRAM скрепляется тепловым давлением, между чипами располагаются выступы и материалы для заполнения, а затем для завершения укладки используются высокие температура и давление. Гибридное соединение улучшает электрические характеристики и возможности рассеивания тепла за счет прямого соединения металлических контактов на уровне пластины.

В последнем отчете южнокорейского ZDNet говорится, что Samsung и SK Hynix рассматривают возможность временного «обхода» гибридного соединения на этапе HBM4, отложив внедрение первого узла этой технологии до HBM4E, продолжая при этом использовать соединение горячим сжатием и дополняя его другими методами рассеивания тепла на HBM4. В отчете повторяются предыдущие новости о корректировке стандартов толщины JEDEC: определение толщины стопки HBM4 повышается с нынешних 775 микрон до диапазона от 825 до 900 микрон, в то время как стандарт HBM5 может быть дополнительно смягчен с 900 микрон до 1000 микрон. В соответствии с этим новым набором параметров производители могут удовлетворить проектные потребности, увеличивая высоту штабелирования или оптимизируя структуру упаковки, не переходя сразу к гибридному склеиванию с более высоким порогом процесса.

Еще более примечательно то, что изменения в спросе со стороны крупных клиентов также способствуют этой стратегической корректировке. В отчете цитируются источники, сообщающие, что «тяжеловесные покупатели», такие как NVIDIA, отложили свой спрос на высокопроизводительный HBM, оставив внутренние дискуссии по 16-уровневому стеку HBM практически в «приостановленном» состоянии. В этих обстоятельствах продукты HBM4E, скорее всего, продолжат оставаться в 12-слойной конструкции, что еще больше ослабляет необходимость для производителей внедрять гибридное соединение для поддержки более высокого уровня штабелирования в краткосрочной перспективе.

Несмотря на это, Samsung и SK Hynix по-прежнему надеются воспользоваться термическими преимуществами гибридного соединения, но намерены добиться этого с помощью альтернативных решений. В отчете отмечается, что обе компании активно оценивают различные устройства для отвода тепла, чтобы улучшить путь теплопроводности под существующей структурой термокомпрессионного соединения и компенсировать недостатки наполнителя в качестве теплоизоляционного слоя. В гибридной архитектуре склеивания материал под заливки удаляется, что помогает снизить температуру и повысить стабильность. За счет дополнительных устройств рассеивания тепла производители надеются получить некоторую выгоду от рассеивания тепла без изменения процесса соединения жил.

В долгосрочной перспективе гибридное соединение по-прежнему рассматривается как технологический узел, который «нельзя обойти» в области БЧМ. Поскольку число портов ввода-вывода и плотность сигнала HBM5E продолжают расти, в отчете цитируются источники из отраслевой цепочки, которые утверждают, что гибридное соединение станет «обязательным» вариантом процесса во время массового производства HBM5E. Большее количество входных и выходных клемм означает более плотные соединения, более строгие требования к энергопотреблению и рассеиванию тепла, а существующая структура термокомпрессионного соединения столкнется с очевидными узкими местами в надежности и производительности.

Текущая игра в области технологий и стандартов также отражает хрупкий баланс всего рынка БЧМ. С одной стороны, стремление к увеличению емкости и пропускной способности HBM для вычислительных мощностей искусственного интеллекта и обучения больших моделей продолжает ускоряться, что вынуждает производителей систем хранения планировать более высокие уровни и более радикальные технологии упаковки; с другой стороны, зрелость гибридной связи, производительность процесса и затраты на упаковку все еще требуют времени для урегулирования. Одного «технологического лидерства» недостаточно, чтобы убедить всех участников пойти на риск. Корректировка стандарта толщины JEDEC в некоторой степени обеспечивает промежуточный путь для отраслевой цепочки, позволяя всем сторонам иметь пространство для постепенного развития производственных линий в рамках безопасных и контролируемых границ процесса.

Для Samsung и SK Hynix то, как точно разделить вводные узлы гибридного соединения между HBM4 и HBM4E, напрямую повлияет на их конкурентоспособность на рынке хранения данных с использованием искусственного интеллекта и на их переговорное пространство для сотрудничества с крупными клиентами, такими как NVIDIA. Если HBM4 по-прежнему сможет удовлетворить текущие потребности за счет толщины укладки и устройств рассеивания тепла без использования гибридного соединения, то концентрация на внедрении новых процессов на этапе HBM4E или даже HBM5E может стать более коммерчески реалистичным вариантом. Однако по мере дальнейшего расширения сценариев применения ИИ и возобновления роста спроса на высокопроизводительные HBM, эту стратегию «отложенного внедрения», возможно, также придется быстро скорректировать в ближайшие несколько лет.