在 AI 算力需求爆炸式增长的今天,存储芯片的性能瓶颈成为制约算力突破的关键。而三星最新公布的 HBM4 混合键合技术,正以颠覆性姿态重新定义行业规则!
传统 HBM3E 依赖微凸块连接芯片,不仅导致信号延迟高、散热效率差,更限制了堆叠层数的提升。而三星 HBM4 采用的混合键合技术,通过铜 - 铜直接键合与介质键合的协同作用,彻底摒弃了微凸块结构。这一革新带来三大核心突破:
- 散热性能飙升:芯片间间隙从 20μm 级压缩至 1-2μm,热传导效率提升 40%,彻底解决了高带宽带来的发热难题。
- 带宽突破天际:单位面积 I/O 接点数量提升千倍,单堆栈带宽突破 1.6TB/s,四模块系统总带宽可达 10TB/s,是传统 DDR4 的 400 倍。
- 堆叠密度碾压:支持 16 层 DRAM 垂直堆叠,单颗芯片容量高达 64GB,体积却比 HBM3E 缩小 30%,完美适配 AI 芯片的高密度需求。
相比竞争对手 SK 海力士仍在沿用的 MR-MUF 技术,三星的混合键合技术展现出碾压级优势:
- 性能全面领先:混合键合的电阻和电容降低 50%,信号传输延迟减少 60%,在 AI 训练场景下数据处理速度提升 3 倍。
- 工艺兼容性更强:可与 TSV、微凸块等技术灵活结合,支持逻辑芯片、存储芯片、传感器的异构集成,为 3D IC 和 Chiplet 架构提供无限可能。
- 成本潜力巨大:尽管初期设备投入高昂,但随着量产规模扩大,单位互连成本有望低于传统凸块技术,尤其在 HBM 等高附加值领域优势显著。
三星的 HBM4 技术已引发连锁反应:
- AI 算力革命:2TB/s 的带宽可支撑万亿参数级大模型实时训练,GPT-5 等超大型 AI 的推理速度将提升 3 倍,训练周期缩短 50%。
- 竞争对手承压:SK 海力士被迫将混合键合作为备用方案,而美光的 TC-NCF 技术在性能上已落后一代,三星有望在 2026 年抢占 HBM 市场 40% 份额。
- 产业链重构:应用材料、ASMPT 等设备商加速布局混合键合产线,预计 2025 年相关设备市场规模将突破 50 亿美元。