SK海力士在鞏固其面向AI的存儲器領域領導地位方面,HBM1無疑發揮了決定性作用。無論是率先開發出全球首款最高性能的HBM,還是確立并保持其在面向AI的存儲器市場的領先地位,這些成就的背后皆源于SK海力士秉持的“一個團隊”協作精神(One Team Spirit)。
1高帶寬存儲器(HBM, High Bandwidth Memory):一種高附加值、高性能存儲器,通過垂直互聯多個DRAM芯片, 與DRAM相比可顯著提升數據處理速度。HBM DRAM產品以HBM(第一代)、HBM2(第二代)、HBM2E(第三代)、HBM3(第四代)、HBM3E(第五代)、HBM4(第六代)的順序開發。
本系列第二篇文章,將回顧全體成員齊心協力推動HBM技術創新的驅動力——“一個團隊”協作精神的閃耀時刻,并深入探討HBM背后的成功、失敗,以及團隊合作帶來的成果。
16年專注于HBM研發
SK海力士16年專注HBM研發,躍居HBM市場第一
這場技術革命的起點可追溯至21世紀初期興起的TSV2(硅通孔技術)。作為實現HBM、突破儲存器性能局限與制程工藝微細化限制的關鍵技術,TSV備受業界關注。然而,由于支持該項技術的基礎設施建設難度高且投資回報難以預測,當時沒有企業敢于率先投入開發。當整個行業都在權衡投資潛力和追求穩定的十字路口觀望時,SK海力士率先采取了行動。公司前瞻性地預判了TSV與晶圓級封裝3(WLP)等后端工藝技術的顛覆性潛力,并于2009年前后啟動了相關研發,由此開啟了長達16年的技術攻堅之路。
2硅通孔技術(TSV, Through Silicon Via):一種在DRAM芯片上鉆數千個細孔,通過垂直穿透電極連接芯片上下兩層的互聯技術。
3晶圓級封裝(WLP, Wafer-Level Package):在傳統封裝工藝中,晶圓被切割成芯片后再進行封裝。而這項技術則是在晶圓級別時就完成封裝,并制造最終產品。
TSV技術的正式應用始于2013年。這一時期,市場對與GPU(圖形處理器)協同使用的近內存4(Near Memory)解決方案的需求逐漸顯現。基于此,公司通過整合TSV和WLP技術,成功研發出全球首款HBM(第一代)。然而,首次嘗試并未取得預期成果,無關成功與否,而是時機未到。當時的HPC(高性能計算)市場尚未成熟,不足以支撐HBM成為主流技術。受限于市場環境,HBM的開發一度遭遇瓶頸,其開發部門甚至也被貼上了“邊緣”的標簽,市場對HBM技術的期待也開始逐步下降。
4近內存(Near-memory):靠近計算設備(處理器)的存儲器,可提升數據處理速度。
盡管如此,SK海力士從未放棄,因為公司堅信:“HPC時代即將到來,屆時能夠提供頂尖產品的公司將占據市場先機”。此外,公司在過往發展中積累的核心技術實力,也成為繼續推進HBM項目的重要支撐。因此,團隊成員以“開發最高性能的HBM”為共同目標,再次凝聚力量,全力以赴投入研發工作。
2020年,市場格局終于發生了根本性轉變。憑借對HBM2E(第三代)和HBM3(第四代)的持續投入,公司在AI時代來臨之際成功實現了戰略逆轉。這一轉變得益于AI和HPC需求的增長,以及HBM市場的爆發式擴張所帶來的契機。憑借持續積累的技術優勢,SK海力士迅速提升市場份額,一舉躍居HBM市場第一。這一成就不僅體現了2009以來公司對行業趨勢的精準洞察與堅定執行力,更是前道工序團隊(負責DRAM產品研發)與后道封裝團隊(負責包括TSV等封裝技術)緊密協作、秉持“一個團隊”協作精神的理念共同努力的結果。
全球最強HBM3E,
化不可能為可能的團隊力量
“一個團隊”協作精神代代相傳,不斷突破技術瓶頸,鞏固市場主導地位
憑借HBM2E確立HBM技術主導地位僅是一個開端。2021年,SK海力士通過每秒可處理819GB(千兆字節)數據的HBM3,進一步驗證了其技術領先性,并逐步穩固了市場第一的地位。特別是在DRAM芯片堆疊層數的持續創新方面,公司不斷刷新最高容量紀錄。2023年4月,SK海力士成功推出36GB的12層堆疊HBM3,這標志著在技術突破上邁出了重要一步。
2023年8月,SK海力士正式發布HBM3E(第五代),再次引發業界的廣泛關注。這一成果是在成功開發12層HBM3僅4個月后取得的。憑借每秒1.15TB的數據處理速度,HBM3E迅速在面向AI的存儲器市場中占據了主導地位。
推動SK海力士HBM產品系列持續領先的背后,離不開批量回流模制底部填充5 (MR-MUF)技術的支持。首次應用于HBM2E的MR-MUF技術采用了特殊封裝工藝,實現了性能提升、散熱優化以及量產能力增強等三方面的突破。在此基礎上,公司進一步研發了先進MR-MUF技術,并成功將其應用于12層堆疊HBM3中。該技術采用更薄芯片的無變形堆疊工藝以及新型保護材料,顯著增強了散熱特性,再次將SK海力士的HBM產品推向行業頂尖水平。
5批量回流模制底部填充(MR-MUF, Mass Reflow Molded Underfill):在堆疊半導體芯片后,在空隙之間注入并固化液態保護材料,以保護芯片之間的電路的工藝。
當時,HBM開發團隊設定了“每一代產品性能提升50%,同時保持功耗不變”的宏偉目標。為達成這一極具挑戰性的目標,封裝部門與HBM開發部門及所有部門緊密協作,各領域專家共同參與問題解決與技術創新。正是這種高度協同的“一個團隊”協作精神,使得SK海力士的HBM3E脫穎而出,成為定義行業新標準的標桿產品。
以“一個團隊”協作精神
領航全球面向AI的存儲器市場
HBM4將繼續展現“一個團隊”協作精神的協同效應,引領市場新一輪變革
2025年,SK海力士在全球面向AI的市場中持續鞏固其領先地位。今年3月,公司率先向客戶提供了全球首款12層堆疊HBM4樣品(第六代)[相關報道]。這一成果得益于公司在該領域長達16年的持續創新與技術積累。
在HBM4的研發過程中,SK海力士不僅大幅縮短了開發周期,還成功實現了卓越的性能表現。該產品具備每秒處理2TB數據的能力,相當于能夠在1秒內完成超過400部全高清(FHD,Full-HD)電影(約5GB/部)的數據傳輸,其性能較前一代產品提升了60%。由此,公司再次達成了“每一代產品性能提升50%,同時保持功耗不變”的目標。
這一成就的背后,依然源于“一個團隊”協作精神。各團隊成員緊密合作,共同攻克技術難題,并通過共享解決方案進一步提升研發效率。此外,SK海力士還將團隊協作理念擴展至企業間的合作層面,計劃在基礎裸片(Base-Die)中引入全球領先晶圓代工廠的邏輯(Logic)制程,以進一步優化HBM產品的性能與能效。這種內部協作與外部合作相結合的模式,再次為技術創新奠定了堅實基礎。
HBM4將繼續展現“一個團隊”協作精神的協同效應,預計將于今年下半年正式投入量產。通過這一舉措,SK海力士將進一步鞏固其在面向AI的存儲器市場的技術領導地位。業界正密切關注,SK海力士的HBM4及其它面向AI的存儲器產品,將為市場帶來怎樣的新一輪變革。
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原文標題:[ONE TEAM SPIRIT] SK海力士HBM,行業領軍者鮮為人知的隱秘歷史
文章出處:【微信號:SKhynixchina,微信公眾號:SK海力士】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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