3D-упаковка и HBM
Вертикальное укладывание кристаллов с помощью сквозных отверстий в кремнии — HBM4 объединяет более 16 слоёв DRAM и обеспечивает пропускную способность 1,6 ТБ/с, позволяя преодолеть «стену памяти» для ИИ-ускорителей нового поколения.
Обзор
3D-упаковка — это окончательное решение проблемы «стены памяти», то есть растущего разрыва между производительностью логики и пропускной способностью памяти. Благодаря вертикальному укладыванию кристаллов DRAM и их соединению сквозными отверстиями в кремнии (TSV) память с высокой пропускной способностью (HBM) обеспечивает на порядки большую пропускную способность, чем традиционные интерфейсы DDR, потребляя при этом значительно меньше энергии на бит. HBM4, стандарт нового поколения, доводит это до более чем 16 слоёв при пропускной способности 1,6 ТБ/с на стек.
Процесс 3D-интеграции включает несколько критически важных этапов: формирование TSV через каждый кристалл DRAM, утонение пластины до <50μm для минимизации высоты стека, формирование микровыводов для межсоединений «кристалл-кристалл» и термокомпрессионную пайку при сборке стека. GINECHIP поставляет материалы, пластины и услуги обработки, поддерживающие каждый этап 3D-интеграции — от травления TSV до финальной сборки стека.
Ключевые технологические особенности
Вертикальное укладывание кристаллов
HBM вертикально укладывает от 4 до более чем 16 кристаллов DRAM, соединённых TSV и μ-выводами. Вертикальная топология минимизирует длину межсоединений, снижая задержку и энергопотребление и одновременно максимизируя плотность пропускной способности. Каждый дополнительный слой добавляет ещё один канал пропускной способности памяти.
Технология TSV (сквозных отверстий в кремнии)
TSV диаметром всего 5μm и глубиной 50μm обеспечивают вертикальные межсоединения через каждый кристалл DRAM. Процесс TSV требует глубокого травления кремния, пассивации боковых стенок, осаждения барьерного/затравочного слоя и электроосаждения меди — все это услуги, которые поддерживает GINECHIP.
Обработка ультратонких пластин
Каждый кристалл DRAM в стеке HBM утоняется до <50μm для минимизации общей высоты стека. Процесс шлифования Taiko от GINECHIP достигает этого при минимальных сколах по краю и короблении, а наши услуги временного соединения/разъединения позволяют безопасно обращаться с хрупкими тонкими пластинами.
Межсоединения μ-выводов
Микровыводы с шагом до 10–40μm соединяют уложенные в стек кристаллы. Они требуют точной металлизации под выводами (UBM), формирования выводов и процессов оплавления. GINECHIP поставляет материалы UBM и услуги по формированию выводов на пластине для изготовления μ-выводов.
Решения GINECHIP
Кремниевые пластины, оптимизированные для TSV-процессов, с точным контролем толщины, низким TTV и удельным сопротивлением, заданным под вашу схему интеграции TSV (via-first, via-middle или via-last).
Пластины, отшлифованные методом Taiko, толщиной <50μm, с минимальными сколами по краю и контролируемым короблением. Совместимы с временным соединением/разъединением для процессов 3D-укладывания.
Фиктивные пластины и пластины для механических испытаний для разработки процессов, а также несущие пластины для временного соединения при обращении с тонкими пластинами. Доступны всех стандартных диаметров и толщин.
Экономичные восстановленные пластины для разработки и тестирования 3D-процессов, соответствующие тем же спецификациям качества, что и первичные пластины. Идеальны для квалификации TSV-процесса и пробной сборки стека.
Целевые применения
HBM используется в ИИ/МО-ускорителях (NVIDIA H100/H200/B200, AMD MI300X), процессорах HPC, высококлассных FPGA и сетевых ASIC. 3D-укладывание также применяется в КМОП-матрицах изображения, флеш-памяти 3D NAND и таких новых областях, как 3D-логика (Intel Foveros, TSMC SoIC) и гетерогенная интеграция для мобильных SoC.
Масштабируйте вашу 3D-интеграцию
От пластин с TSV и ультратонких подложек до фиктивных и несущих пластин — GINECHIP поставляет полный набор материалов для разработки вашей 3D-упаковки и HBM.