6月17日消息,，在當(dāng)前人工智能（AI）芯片中扮演不可或缺地位的高帶寬內(nèi)存（HBM），其生產(chǎn)困難點有哪些，為什么迄今全球只有SK海力士,、美光和三星這三家DRAM大廠有能力跨入該市場,，外媒對此做了一個綜合性的分析,。

報道表示,，HBM通過使用3D堆疊技術(shù)，將多個DRAM（動態(tài)隨機存取內(nèi)存）芯片堆疊在一起,，并通過硅穿孔技術(shù)（TSV,，Through-Silicon Via）進行連接，進一步達到高帶寬和低功耗的特點,。HBM的應(yīng)用中,，CowoS（Chip on Wafer on Substrate）封裝技術(shù)是其中一個關(guān)鍵的生產(chǎn)手段。

CowoS封裝中的HBM技術(shù)困難度目前歸納了幾項要點：

1,、3D堆疊及TSV技術(shù)的挑戰(zhàn)

在堆疊精度部分,，在HBM中，多個DRAM芯片需要高度精準(zhǔn)的堆疊在一起,。這需要極高的制造技術(shù)水準(zhǔn),，以確保每層芯片的對準(zhǔn)精度，以避免電氣性能的損失,。至于,，硅穿孔制成技術(shù)上，因為TSV技術(shù)是將垂直通孔穿透每一層硅片,，并在通孔內(nèi)填充導(dǎo)電材料,。這一過程涉及精密的刻蝕和填充技術(shù)，稍有不慎就可能導(dǎo)致電氣連接問題或熱應(yīng)力問題,。

2,、熱管理

由于HBM芯片是3D堆疊結(jié)構(gòu)，相較于傳統(tǒng)的2D芯片,，單位體積內(nèi)的熱量密度更高,，這會導(dǎo)致芯片內(nèi)部的熱量難以散發(fā)，可能引發(fā)熱失效,。因此,，CowoS封裝需要設(shè)計高效的熱管理方案，例如使用先進的散熱材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計,，來確保芯片的熱穩(wěn)定性,。

3,、電源和信號完整性

HBM需要高頻寬的數(shù)據(jù)傳輸，這對電源分配網(wǎng)絡(luò)提出了極高的要求,。任何電源噪聲都可能影響HBM的性能,，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯誤。因此,，CowoS封裝必須確保穩(wěn)定的電源供應(yīng)和有效的噪聲抑制,。還有信號完整性問題，也就是高速數(shù)據(jù)傳輸對信號完整性產(chǎn)生了挑戰(zhàn),，CowoS封裝需要確保在高頻環(huán)境下,，信號傳輸?shù)耐暾?。這牽涉到阻抗匹配,、信號線長度優(yōu)化以及減少信號干擾等技術(shù)。

4,、封裝技術(shù)的復(fù)雜性

由于CowoS封裝需要將硅片,、基板和散熱材料等多種材料整合在一起，這要求各材料的熱膨脹系數(shù)匹配,，以避免因熱膨脹差異導(dǎo)致的機械應(yīng)力和芯片損壞,。還有封裝可靠性問題，例如在CowoS封裝中的多層結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的連接方式,，都需要確保封裝的長期可靠性,，包括抗機械沖擊、熱循環(huán)和電遷移等因素的影響,。

5,、制造成本

當(dāng)然成本是影響產(chǎn)品商業(yè)化專關(guān)鍵的部分，由于CowoS封裝涉及復(fù)雜的制造技術(shù)和生產(chǎn)的高精度設(shè)備,，其制造成本較傳統(tǒng)封裝方式高得多,。這對量產(chǎn)提出了經(jīng)濟性挑戰(zhàn)，需要在高性能和成本之間找到平衡,。

整體來說,，HBM在CowoS封裝中的應(yīng)用，盡管面臨多方面的技術(shù)難題,，但其所帶來的高頻寬和低功耗優(yōu)勢,，使其在高性能計算和AI芯片領(lǐng)域中具有巨大的潛質(zhì)。隨著封裝技術(shù)的不斷進步,，這些技術(shù)難題有望逐步被克服,，進而進一步推動HBM技術(shù)的普及應(yīng)用。