AI热潮将先进封装推向台前。人工智能需要越来越快的芯片,但随着芯片尺寸接近原子级,进一步缩小芯片的成本越来越高。而将不同的芯片紧密集成在一个封装中,可以减少数据传输时间和能耗。
三星电子将在年内推出高带宽内存(HBM)的3D封装服务,计划明年推出的第六代HBM芯片HBM4将采用这种封装方式。就在两周前,黄仁勋宣布下一代AI平台Rubin将集成HBM4内存,预计于2026年发布。
HBM4争夺战白热化值得注意的是,三星的HBM3E内存目前仍未正式通过英伟达的测试,仍需进一步验证。而美光和SK海力士已在2024年初通过了英伟达的验证,并获得了订单。
即将推出HBM的3D封装服务意味着三星加快研发脚步,争取缩小与SK海力士在HBM4的差距。
事实上,HBM4争夺战早已打响。去年11月就有消息称,SK海力士正与英伟达联合讨论与三星方案类似的HBM4“颠覆性”集成方式。今年4月,SK海力士与台积电签署战略结盟协议,强化生产HBM芯片与先进封装技术的能力。而台积电的CoWoS技术一直在先进封装中处于领先地位。
另据业内人士透露,SK海力士正在扩产其第5代1b DRAM,以应对HBM及DDR5 DRAM需求增加。此外,美光也正在追赶,etnews援引业内人士的话称,美光正在研发的下一代HBM在功耗方面比SK海力士和三星电子更具优势。
随着对低功耗、高性能芯片的需求不断增长,HBM在DRAM市场的份额将从2024年的21%增至2025年的30%。到2027年,先进封装收入占全球半导体收入的比例将达到13%,而2023年的这一比例为9%。到2032年,包括3D封装在内的先进封装市场规模将增长至800亿美元,而2023年为345亿美元。
或将与台积电打响争夺战相较于2.5D封装技术,3D封装无需硅中介层或位于芯片之间的薄基板,使得芯片能够实现高效的通信和协同工作。3D封装技术有效地降低了功耗和处理延迟,提高了半导体芯片电信号的质量。
早在2023年年底,三星电子就曾透露过关于3D封装技术的部分信息,并将其分为三个类别:SAINT S——垂直堆叠SRAM内存芯片和CPU;SAINT D——涉及CPU、GPU等处理器和DRAM内存的垂直封装;SAINT L——负责堆叠应用处理器(AP),此次的主要命名为SAINT D,即三星先进互连技术-D的简称。三星先进封装团队将垂直互连其存储业务部门生产的 HBM 芯片与其代工部门为无晶圆厂公司组装的GPU,形成”“一站式”解决方案,从而缩短生产周期,提高生产效率。
与此同时,台积电作为先进封装技术的领先者,尤其是其CoWoS技术,已经在HBM与CPU/GPU处理器集成的解决方案中占据重要地位。台积电的CoWoS技术是一种2.5D封装技术,它将逻辑芯片和3D的HBM整合成一个模块,再加装到2D封装基板上。
此次三星推出的3D HBM芯片封装服务,正是为了迎合AI、高性能计算和HBM的市场需求,因此也将对台积电的市场订单产生一定影响。此外,SK海力士与台积电已经签署了谅解备忘录,共同推进HBM4的研发,并通过先进的封装技术提升逻辑和HBM的集成度,预计HBM4将于2026年开始量产。这样的合作方式会促使台积电带来更先进的封装解决方案,从而提升台积电的市场竞争力,加剧与三星电子在此领域的竞争。
AI和高性能计算的热潮,为整个行业带来了新的机遇和挑战,三星电子与台积电在这场未定数的争夺战中,唯有不断提升自身竞争力,才能保持稳定,稳步前行。
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