SK海力士亮出HBM封装底牌:直奔3D堆叠

在近日举行的 Hot Chips 2026 大会上,SK海力士封装工程副总裁 Jaesik Lee 以”高带宽内存的先进封装”为题,首次对外披露了下一代 HBM(高带宽内存)的封装技术路线图:在继续堆叠更多层的同时,公司正引入英特尔 EMIB 等先进封装方案,并计划最终迈入真正的 3D 集成。

当前 HBM 是怎么造的

HBM 由多个 DRAM 核心裸片通过 TSV(硅通孔)连接到基础裸片,构成 3D 堆叠结构,目前最高可做到 16 层(16-Hi)。HBM 与 GPU 是两颗独立芯片,借助 2.5D 封装共同安装在硅中介层上。每个 HBM 模块通过硅中介层提供 1024 个输入输出与 16 个通道。

相比传统显存 GDDR6(约 24GB 容量、768GB/s 带宽),采用四堆叠的 HBM3E 能省下近一半空间,最高提供 144GB 容量与 4TB/s 带宽,在功耗与运营成本上的优势明显。

旗舰 HBM4 的规格

在 SK海力士的路线图中,HBM4 是顶级产品:DRAM 密度最高 24Gb,单颗容量最高约 36GB,输入输出位宽增至 2048 位,输入输出速度 8Gbps,带宽突破 2TB/s。官方称其功耗效率较 HBM3E 提升 40% 以上,热阻改善 14% 以上,内部集成超过 2 万个 TSV 与 1.6 万余个微凸块,16 层版本正进行资质认证。

突破 16 层极限

随着带宽需求每两代近乎翻番,现有封装面临 2.2 倍散热负担与 TSV 面积持续增加的挑战。SK海力士正在探索混合键合(Hybrid Bonding):相比现行的 MR-MUF 工艺,混合键合能让核心裸片增厚 24%、TSV 间距缩小至 18 微米以下,并在增加层数的同时把热阻再降 35%。

此外,类似三星 HPB 的思路,SK海力士研发了名为 I-HBM 的局部热点缓解技术,在热点区域嵌入高导热且绝缘的冷却组件,可再降 30% 以上热阻。

拉来英特尔 EMIB

在系统级封装层面,SK海力士的演示材料除列出台积电 CoWoS 系列外,还出现了英特尔的 EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)技术。EMIB 通过在基板内嵌入微型硅桥实现芯片间高密度互连,设计更灵活,并能降低成本、提升良率。业界也有英特尔与 SK海力士在内存领域展开合资合作的传闻。

展望未来,SK海力士希望最终把 HBM 直接堆叠在加速器之上,实现真正的 3D 集成。要让这条路走通,设计、材料与中介层技术的协同优化,以及全行业的持续合作,缺一不可。