Samsung áp dụng liên kết lai cho bộ nhớ HBM4

Samsung dự kiến sẽ áp dụng công nghệ hybrid bonding cho HBM4 của mình nhằm giảm nhiệt và cho phép giao diện bộ nhớ siêu rộng, theo thông tin từ Diễn đàn Semiconductor AI tổ chức tại Seoul, Hàn Quốc. Ngược lại, đối thủ SK Hynix có thể sẽ trì hoãn việc áp dụng công nghệ này. Bộ nhớ băng thông cao HBM xếp chồng nhiều thiết bị nhớ lên một die cơ sở. Hiện tại, các die nhớ trong HBM thường được kết nối với nhau bằng microbumps để truyền dữ liệu, nguồn điện và tín hiệu điều khiển, và quá trình kết nối được thực hiện bằng các kỹ thuật như mass reflow với vật liệu lấp đầy hoặc nén nhiệt bằng phim không dẫn điện.

Các chip này được kết nối theo chiều dọc bằng các vias xuyên silicon (TSVs) được nhúng trong mỗi chip, mang dữ liệu, tín hiệu đồng hồ, tín hiệu điều khiển, nguồn và mặt đất. Tuy nhiên, khi HBM ngày càng nhanh và số lượng thiết bị DRAM tăng lên, việc sử dụng microbumps trở nên không hiệu quả do giới hạn hiệu suất và hiệu quả năng lượng. Đây là lúc công nghệ hybrid bonding trở nên quan trọng.

Liên kết lai (hybrid bonding) là một kỹ thuật tích hợp 3D kết nối trực tiếp các die bằng cách liên kết bề mặt đồng với đồng và oxide với oxide, loại bỏ nhu cầu sử dụng microbumps. Kỹ thuật này hỗ trợ khoảng cách kết nối dưới 10 µm, mang lại điện trở và điện dung thấp hơn, mật độ cao hơn, hiệu suất nhiệt tốt hơn so với phương pháp xếp chồng truyền thống, và các stack 3D mỏng hơn. Tuy nhiên, vẫn tồn tại một vấn đề.

Kỹ thuật hybrid bonding là khá đắt đỏ. Trong khi cả ba nhà sản xuất hàng đầu của bộ nhớ HBM đều xem xét kỹ thuật này cho HBM3E 12-Hi, Micron và Samsung đã chọn TC-NCF, còn SK hynix sử dụng MR-MUF. Đối với HBM4, Samsung dự định sử dụng hybrid bonding, trong khi SK hynix đang phát triển kỹ thuật MR-MUF tiên tiến và hybrid bonding như một quy trình dự phòng. Có lý do khiến SK hynix có thể chọn sử dụng underfill truyền thống thay vì hybrid bonding.

Thiết bị chuyên dụng cho hybrid bonding có chi phí cao hơn nhiều so với công cụ đóng gói truyền thống và cần nhiều không gian hơn trong nhà máy. Điều này ảnh hưởng đến hiệu quả vốn, đặc biệt khi diện tích nhà máy hạn chế. Do đó, SK hynix đang thận trọng. Nếu họ phát hiện kỹ thuật MR-MUF tiên tiến của mình mang lại hiệu suất và năng suất tương tự, họ sẽ tiếp tục sử dụng MR-MUF ít nhất trong một thế hệ nữa.

Một lý do khác khiến SK hynix có thể tiếp tục sử dụng MR-MUF thêm một thế hệ nữa là công nghệ MR-MUF tiên tiến cho phép tạo ra các khối nhớ HBM mỏng hơn so với các loại chất lấp đầy thế hệ trước. Điều này giúp công ty sản xuất các khối nhớ HBM4 16-Hi đạt tiêu chuẩn JEDEC với chiều cao tối đa 775 µm, ngắn hơn so với chiều cao tối đa 800 µm của các khối nhớ HBM3E 16-Hi.

Nếu SK hynix đáp ứng được các tiêu chuẩn của JEDEC với công nghệ hiện có, việc sử dụng hybrid bonding sẽ kém hấp dẫn hơn đối với công ty. Samsung có nhà sản xuất thiết bị fab riêng là Semes, giúp giảm chi phí fab, nhưng chưa rõ Semes có thể sản xuất thiết bị hybrid bonding tiên tiến cho Samsung hay không. Dù vậy, hybrid bonding là công nghệ sẽ được sử dụng trong tương lai, do đó ngành công nghiệp đang theo dõi khả năng của Samsung trong việc đủ tiêu chuẩn HBM4 với hybrid bonding.

Việc đạt được chứng nhận thành công có thể thay đổi cục diện cạnh tranh, mang lại lợi thế công nghệ và thương mại cho Samsung về hiệu suất, đặc tính nhiệt và mật độ tín hiệu. Do đó, Samsung có thể giành lại thị phần từ Micron và SK Hynix với HBM4 khi bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2026. Hãy theo dõi Toms Hardware trên Google News để nhận tin tức, phân tích và đánh giá mới nhất.

Hãy nhớ nhấn nút Theo dõi.

Nguồn: www.tomshardware.com/pc-components/dram/samsung-to-adopt-hybrid-bonding-for-hbm4-memory