SK海力士负责封装开发的李康旭副社长认为,半导体行业前50年都在专注芯片本身的设计和制造,但是,下一个 50 年,一切将围绕芯片封装展开。
据彭博社报道,SK海力士(SK Hynix)今年将在韩国投资超过10亿美元,用于扩大和改进其芯片制造的最后步骤,即先进封装。前三星电子工程师、现任 SK Hynix 封装开发主管的李康旭表示,推进封装工艺创新是提高HBM性能、降低功耗的关键所在,也是SK海力士巩固HBM市场领先地位的必由之路。
高度聚焦先进封装
SK海力士HBM不断扩产
SK海力士在最近的财报中表示,计划在2024年增加资本支出,并将生产重心放在HBM等高端存储产品上,HBM的产能对比去年将增加一倍以上。此前海力士曾预计,到2030年其HBM出货量将达到每年1亿颗,并决定在2024年预留约10万亿韩元(约合76亿美元)的设施资本支出——相较2023年6万亿-7万亿韩元的预计设施投资,增幅高达43%-67%。
此前韩媒消息显示,SK海力士扩产的重点是新建和扩建工厂,去年6月有韩媒报道称,SK海力士正在准备投资后段工艺设备,将扩建封装HBM3的利川工厂,预计到今年年末,该厂后段工艺设备规模将增加近一倍。
从三星、SK海力士、美光三大存储原厂的公开信息来看,三大存储巨头对于2024年存储市场复苏有着一致的预期,即好于2023年。虽然三大厂商仍然对传统存储产品的投产仍然保持谨慎,但对HBM和DDR5的需求信心十足,且已将投资和产能主要转向HBM和DDR5的生产。
值得关注的是,李康旭在HBM研究方面颇有成就。2000年,他就3D集成微系统技术获得日本东北大学博士学位。2002年,他加入三星存储部门,主导Through-Silicon Via(TSV)3D封装技术的开发,这为后来的HBM技术奠定了基础。
不过,三星后续对HBM技术的注意力转移到了其他方向,全球芯片厂商也普遍将封装测试外包给亚洲国家。因此,当SK海力士于2013年推出首款HBM就获得了先发优势。直至2015年底,三星开发出HBM2与其竞争。
目前, 李康旭正协助SK海力士开创了封装第三代HBM2E技术的新方法,这项技术创新是SK海力士在2019年底赢 NVIDIA客户地位的关键。李康旭近期表示,SK海力士正在将大部分新投资投入到推进MR-MUF和TSV技术中。
传HBM良率仅65%
大厂力争通过英伟达测试
据据韩媒报道,近期英伟达的质量测试对存储厂商提出挑战,因为相比传统DRAM产品,HBM的良率明显较低。
消息称美光、SK海力士等存储厂商正在英伟达下一代AI GPU的资格测试中将进行竞争。据悉,目前HBM存储芯片的整体良率在65%左右,其中美光、SK海力士似乎在这场竞争中处于领先地位,还在加速提升良率,近期可能率先迎来突破。
HBM良率的高低主要受到其堆叠架构复杂性的影响,这涉及到多层次的内存结构和作为各层连接之用的直通硅晶穿孔(TSV)技术。这些复杂技术增加了制程缺陷的风险,可能导致良率低于设计较简单的内存产品。此外,由于HBM只要有一个芯片存在缺陷,整个封装就需要被丢弃,因此产量相对较低。
市场最新消息显示,尽管面临挑战,美光已于2月26日宣布开始量产高频内存“HBM3E”,这将应用于英伟达最新的AI芯片“H200” Tensor Core图形处理器(GPU)。H200计划于2024年第二季度出货,以取代当前算力最强大的H100。
与此同时,SK海力士副社长金起台(Kim Ki-tae) 在2月21日的官方博客中表示,尽管外部不稳定因素仍存,但今年内存市场有望逐渐回暖。这主要得益于全球大型科技客户产品需求的恢复,以及PC或智能手机等AI设备对人工智能应用的需求增长,这不仅有望提升HBM3E的销量,还可能增加DDR5、LPDDR5T等产品的需求。
近期,SK海力士副社长金起台表示,今年公司的HBM已经售罄,已开始为2025年做准备。稍早之前,美光科技CEO Sanjay Mehrotra也对外透露,美光2024年的HBM产能预计已全部售罄。
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