三星、SK海力士、美光三大存储巨头在HBM芯片领域由比拼带宽、堆叠层数转向攻关芯片内置散热技术,热管理成为HBM5时代核心竞争赛道。
一、行业背景
1. 英伟达认证三大厂商均可量产供货HBM4,同时三家同步布局下一代HBM5;HBM5堆叠层数升至20层、AI配套GPU功耗逼近1000W,传统仅靠服务器外部风冷/外置液冷的散热方案路径长、热阻高,难以解决芯片堆叠积热、降频问题,英伟达、AMD倒逼厂商把散热设计前置嵌入芯片内部。
2. 行业趋势转变:过往HBM比拼层数、速率,今后低功耗+内置散热成为产品优劣、良率高低的决定性因素。
二、三家差异化HBM5内置散热技术路线
1.SK海力士:iHBM内嵌ICE散热通道(5.26发布)
将集成冷却元件ICE嵌入HBM堆叠内部,打造硅基直通散热烟囱,热阻下降30%+;依托量产成熟封装工艺,客户不用大幅修改产品设计即可落地,技术落地HBM5及后续高端算力存储产品。
2.三星:HPB导热块方案
在DRAM裸片夹层埋入铜基(备选硅基)导热块,搭建独立内部散热通道,已在Exynos2600处理器落地(热阻降16%),HBM4E样品5月29日交付客户、完成技术验证,HPB量产落地HBM5。
3.美光:TSV微沟槽液冷+低功耗设计(差异化路线)
不采用内嵌导热块,主打低功耗架构;在硅片蚀刻微型沟槽,配套专用TSV走冷却液循环散热,导热TSV与信号TSV同面积排布、不占用额外芯片面积。
三、产业上下游影响
1. 上游原材料/封装:HBM内置散热规模化带动高导热铜材、特种硅散热材料、混合键合、晶圆级先进封装订单放量、需求上行。
2. 下游IDC数据中心:AI服务器散热由整机外置液冷,逐步转为芯片原生散热+辅助冷板,有效降低IDC整体液冷投入成本。
3. 产业合作:存储厂与晶圆代工厂协同开发效率,成为后续重要竞争壁垒。
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