Kratak pregled SK Hynix-ovog inženjeringa upravljanja toplinom i tehnologije materijala
Dana 18. juna, SK Hynix je objavio da je započeo isporuku uzoraka svoje 12-slojno naslagane sedme-generacije high-memorije visokog propusnog opsega HBM4E ključnim kupcima, zvanično ulazeći u fazu validacije kupaca. Ovaj novi DRAM proizvod ultra-visokih-performansi, dizajniran za sljedeću-generaciju AI, donosi nekoliko poboljšanja, uključujući maksimalnu brzinu obrade podataka od 16 Gbps po pinu, više od 20% bolju energetsku efikasnost u poređenju sa HBM4 i, dok postiže 48 GB kapaciteta sa 12 MR slojeva u procesu slaganja, povećava otpornost na termičko slaganje, otprilike 17% u odnosu na HBM4.
Proboj u uskom grlu toplotne disipacije
HBM postiže visoku propusnost vertikalnim slaganjem DRAM čipova, ali ova 3D arhitektura predstavlja ozbiljne izazove u upravljanju termičkom energijom. SK Hynix je 2019. godine predstavio MR-MUF (Mass Reflow Molded Underfill) tehnologiju pakovanja, koja koristi epoksidne smole i punila (kao što su glinica i bor nitrid) za poboljšanje mehaničke čvrstoće i toplotne provodljivosti. Materijal za punjenje teče između čipsa i podloge na visokim temperaturama i zatim se očvršćava, omogućavajući efikasno pakovanje i odvođenje toplote. Kako su se slojevi naslagali dalje povećavati, međutim, početni MR-MUF se pokazao neadekvatnim za disipaciju topline i kontrolu savijanja. SK Hynix je zatim razvio sljedeću{8}}generaciju MR-MUF tehnologije koja je postigla kritična otkrića: performanse termičke disipacije sistema za punjenje epoksidnom smolom poboljšane su za 1,6 puta, a pionirska tehnologija kontrole čipova, koja koristi trenutne visoke temperature za spajanje neravnina i osigurava efikasno hlađenje materijala za punjenje i mehaničku podršku za punjenje, warpage. HBM4E, lansiran ovog puta, nastavlja da poboljšava disipaciju toplote čak i kada se kapacitet povećava, odražavajući stalni napredak u materijalima za pakovanje. Također može uključiti "iHBM" rješenje, koje je prvi put javno objavljeno u maju ove godine, koje značajno smanjuje proizvodnju topline postavljanjem-ugrađenih termalnih uređaja iznad najtoplijeg D2D PHY (die-to-fizički sloj) za stvaranje namjenskog kanala za disipaciju topline.
Outlook za sljedeću-generaciju tehnologija raspršivanja topline
Gore navedena rješenja za rasipanje topline koja je SK Hynix javno objelodanila i koja implementira ili je već implementirala. Pored toga, SK Hynix razmatra kombinovanje naprednog MR-MUF-a sa hibridnim vezivanjem za 16-slojne i više HBM proizvode. Hibridno povezivanje omogućava direktne veze između čip-na-čip bez neravnina, omogućavajući veću{8}}gustoću međukonekcija, niže kašnjenje i superiorne termalne performanse. Što se tiče toplinski provodljivih punila, nisko{10}} sferni aluminij je već postao ključno punilo za HBM ambalažne materijale. Štaviše, kako HBM evoluira prema većem broju naslaganih materijala, materijali za pakovanje se suočavaju sa sve ozbiljnijim izazovima u rasipavanju topline, integritetu signala i pouzdanosti, a keramički materijali visoke{11}}toplotne-provodljivosti-uključujući punila i ugrađene-termičke materijale - igraju sve važniju ulogu. Jasno je da se buduće HBM takmičenje neće odnositi samo na propusni opseg i kapacitet, već i na sveobuhvatno takmičenje u nauci o materijalima i sposobnostima inženjeringa za termalno upravljanje.