HBM4或与处理器3D堆叠，混合键合、TSV、散热需求提升
时间：2023-11-21
据Joongang.co.kr报道，SK海力士已开始招聘CPU和GPU等逻辑芯片设计人员，或希望将高带宽内存HBM4直接堆叠在处理器上。KAIST电气与电子系教授Kim Jung-ho表示这种存储器与处理器的直接堆叠会对散热带来挑战，如果散热问题能够比目前晚两到三代得到解决，HBM和GPU将能够在没有中介层的情况下进行堆叠。我们认为从结构上看，这一方案的核心变化就在于去掉目前CoWoS-S结构中的硅interposer（中介层），由目前的GPU/CPU/ASIC处理器与HBM在xy轴放置的这种2.5D结构，向二者在z轴直接堆叠的3D结构升级。从增量环节来看，我们认为：1） 混合键合hybrid-bonding设备用量提升：先进封装升级的一项核心指标就是凸显尺寸/间距的不断缩小，目前的倒装技术回流焊技术最小可实现40-50μm左右的凸点间距，当凸点间距进一步缩小到20μm时，目前部分龙头厂商采用TCB热压键合设备解决应力与热循环方面的问题，当凸点间距达到10μm甚至无凸点（bumpless）的情况下，则需要用到混合键合设备。2） TSV工艺难度和工序提升：硅通孔技术（TSV）是通过在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间制作垂直导通，实现芯片之间互连的技术，通过垂直互联减小互联长度、信号延迟，降低电容、电感，实现芯片间的低功耗、高速通讯。在集成度提升的过程中，TSV的密度、孔径的深宽比会进一步提高，从而带来TSV制造工艺难度和工序数的提升。电镀填孔环节是TSV制造中难度较大的环节，TSV填充效果直接关系到后续器件的电学性能和可靠性，因此我们认为对相关的电镀设备、电镀液材料都会带来更多的挑战和机
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