三星未来HBM技术展望:定制版与3D集成两大发展方向解析

AI世纪 2025-03-17
存储 2025-03-17

当前,随着科技的迅猛进步,高带宽内存(HBM)技术的进步引起了广泛关注。最新报道显示,3月17日,三星电子的宋在旭代表在2月份的IEEE ISSCC 2025年度大会上,揭示了HBM技术未来发展的新趋势。

前沿发声

宋在旭作为三星电子的代表,于IEEE ISSCC 2025年度全体会议上进行了演讲。IEEE ISSCC会议作为半导体领域的顶级盛会,三星电子在此场合分享技术内容,凸显了其对HBM技术发展的深切关注。宋在旭所提出的两项关键技术方向,如同在科技之海投下巨石,激起了广泛的波澜,吸引了行业内的广泛关注。

定制版HBM革新

HBM内存架构目前采用数千个PHY I/O进行连接。此方法在数据传输效率及能效方面存在不足。然而,定制版的HBM引入了D2D裸片间互联技术,该技术犹如为芯片间构筑了一条高速通道。这一技术不仅缩小了芯片间的距离,还减少了I/O的数量,显著提高了能效。以大型数据中心为例,采用定制版HBM后,能耗显著减少。

D2D互联方案节省了面积,为芯片增加了容纳更多IP的余地。同时,LPDDR控制器/PHY和HBM控制器被移至HBM Base Die,系统架构得到了进一步优化。这些改进使得定制版HBM在有限空间内展现出更高的性能,更好地迎合了未来电子产品趋向小型化与高性能化的市场趋势。

3D集成HBM优势

目前,HBM内存与处理器的2.5D封装技术使得HBM的功耗主要消耗在数据传输过程中。展望未来,3D集成技术代表了一次创新尝试,通过将加速器单元集成到基础芯片内部。运用TSV技术直接连接DRAM芯片,消除了现有的多层中介结构,显著提高了能效。在人工智能领域,这种效率的提升对于大量数据处理至关重要。

部分制造商已发布模仿定制化HBM计算架构的产物,经过对XPU与HBM之间的I/O接口进行优化,这些产品的性能得到显著提升,同时体积有所减小。在移动设备等对空间要求极为严格的领域,这类产品展现出显著优势,有效迎合了市场对产品高性能与便携性的双重需求。

市场影响

三星近期提出的技术路线,预计将对HBM市场结构产生重大影响。众多厂商可能跟进,加快技术研究的步伐。一旦定制型HBM与三维集成HBM技术得到广泛实施,HBM市场将面临一次新的重组,技术发展滞后的企业可能遭遇被市场淘汰的危机。据预测,在新技术推动下,未来几年HBM市场份额将发生重新分配。

产品竞争中,运用新技术的产品在性能与能效方面展现出更明显的竞争优势。对于高端服务器、人工智能设备等对HBM性能有较高要求的产品,更倾向于采用更为先进的技术。同时,消费者在选购电子产品时,也更偏爱搭载新技术HBM的设备。

技术挑战

定制化的HBM具有多方面优势,然而,D2D互联技术在具体应用上面临不少挑战。该技术难度较大,必须解决若干技术瓶颈以实现规模化生产。在生产环节,产品的合格率至关重要,合格率低将显著提高成本,进而削弱产品的市场竞争力。

在3D集成HBM领域,TSV技术及加速器单元的集成遭遇了技术障碍。保障芯片间的高效互动,以及应对潜在的散热挑战,成为亟待解决的问题。唯有克服这些难关,新型技术方能顺利进入市场。

未来展望

若三星所提出的两项技术路径顺利实现,HBM技术将实现显著突破。这将显著增强电子产品的性能,例如,笔记本电脑的运行速度将显著提高,数据存储设备的读写效率也将大幅增强。在自动驾驶、元宇宙等前沿科技领域,HBM技术的进步将为其提供更强大的技术支撑。

新技术进展存在诸多不确定性,预示着未来可能面临挑战。为维持三星在HBM技术领域的领先优势,持续的研发与创新投入至关重要。此外,整个行业亦需携手合作,共同促进HBM技术的进步。

业界普遍关注,三星所提出的两项HBM技术路线中,究竟哪一项将率先实现大规模的商业化应用?诚邀广大读者在评论区发表观点,同时不妨为本文点赞与转发。

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