همه چشم به HBM

به تازگی ، سامسونگ اعلام کرد که اولین محصول موبایل خود را مجهز به حافظه LPW DRAM در سال 2028 ، LPW DRAM ، همچنین به عنوان I/O با ضعف با کمیت I/O (LLW) یا "Mobile HBM" شناخته می شود ، با استفاده از یک فناوری بسته بندی جدید پیوند سیم عمودی ، انباشت DRAM LPDDR ، که بسیار زیاد می تواند I/O را افزایش دهد ، می تواند باعث افزایش میزان میزان کاهش کند و باعث افزایش قدرت می شود و باعث کاهش قدرت می شود و می تواند عملکرد را کاهش دهد و باعث افزایش قدرت می شود و می تواند عملکرد را کاهش دهد.

همانطور که همه ما می دانیم ، با افزایش هوش مصنوعی در سالهای اخیر ، مرکز داده و بازار سرور به سطح بی سابقه ای از نیازهای عملکرد حافظه رسیده است.

0040-02544 بالای بدن ، فلز DPS

تولید کنندگان عمده حافظه مانند SK Hynix ، Samsung Electronics و Micron HBM را در خطوط اصلی محصولات خود گنجانیده اند و آن را به عنوان کلید ارتقاء نوآوری تکنولوژیکی و رقابت در بازار می دانند.

اکنون ، غول های ذخیره سازی در حال برنامه ریزی برای گسترش بیشتر استفاده از تراشه های HBM در تلاش برای آوردن آنها از مرکز داده به بازارهای دستگاه خودرو و تلفن همراه هستند.

HBM وارد میدان اتومبیل های هوشمند می شود

در دوره مدل های بزرگ ، این اجماع در صنعت بوده است که تراشه های هوش مصنوعی مجهز به حافظه HBM هستند و صنعت خودرو به تدریج شروع به اتخاذ حافظه HBM کرده است.

با تکامل روند "چهار مدرن سازی جدید" ، تقاضا برای پردازش داده های در زمان واقعی ، پردازش تصویر با وضوح بالا و ذخیره سازی داده های اتومبیل های هوشمند در حال افزایش است ، به ویژه سیستم های جدید جدید اتومبیل های هوشمند مانند سیستم های پیشرفته راننده ، سیستم های کابین هوشمند هوشمند ، و سیستم های سرگرمی ، تقاضای زیادی برای قدرت ذخیره سازی تراشه های روی تخته به همراه داشته است ، که انتظار می رود به طور گسترده ای در سیستم های نرم افزاری در Volehicle استفاده شود.

علاوه بر این ، اتخاذ مدل های پایان به پایان در وسایل نقلیه در آینده بیشتر و بیشتر در آینده رایج تر می شود ، که تعداد زیادی از فرصت ها را برای برنامه های روی صفحه HBM فراهم می کند.

از نظر پیشرفت فعلی ، استفاده از HBM در زمینه خودرو هنوز در مراحل ابتدایی خود است ، اما پیشرفت های مهمی انجام شده است. HBM2E SK Hynix در اتومبیل خودمختار Waymo Google اعمال شده است ، و ورود رسمی HBM به میدان خودرو را نشان می دهد و اهمیت روزافزون حافظه با کارایی بالا را در زمینه خودرو برجسته می کند.

SK Hynix ، به عنوان تأمین کننده انحصاری فناوری حافظه پیشرفته برای وسایل نقلیه خودمختار Waymo ، به طور مستقل HBM2E را به طور خاص برای برنامه های خودرو تولید کرده است تا نیازهای کیفیت دقیق تر تراشه های خودرو را برآورده کند. به عنوان اولین تولید کننده تراشه HBM در بازار که تراشه های HBM را ارائه می دهد که مطابق با استانداردهای دقیق خودرو AEC-Q است ، محصولات HBM2E با درجه خودرو SK Hynix عملکرد برجسته ای را نشان داده اند: ظرفیت های حداکثر 8 گیگابایتی ، سرعت انتقال تا 3.2 گیگابایت ، و An Antonishish Bandwidth از 410GB/S ، تنظیم یک جدید از این است که

با استفاده از این فرصت ، SK Hynix به طور فعال شبکه همکاری خود را با NVIDIA ، تسلا و سایر غول های موجود در زمینه راه حل های رانندگی خودمختار گسترش می دهد و به طور فعال به دنبال شرکا برای نصب HBM در وسایل نقلیه خودمختار است ، با هدف گسترش بیشتر تجارت خود از بازار داده های موجود در AI تا بازار خودروهای خودآنوختی.

اگرچه سامسونگ به طور مستقیم پیشرفت HBM خودرو را فاش نکرده است ، اما به احتمال زیاد از طریق همکاری با NVIDIA به طور غیرمستقیم در اکوسیستم رانندگی خودمختار شرکت می کند.

در کل ، با رقابت فزاینده ای شدید در بازار اتومبیل های هوشمند ، شرکت های اتومبیل باید با بهبود سطح اطلاعاتی وسایل نقلیه ، رقابت خود را ارتقا دهند و بدون شک فناوری HBM کلید دستیابی به این هدف است. در حال حاضر ، تعدادی از شرکت های اتومبیل نیز به طور فعال به دنبال فرصت های همکاری با تولید کنندگان HBM هستند.

برخی از کارشناسان گفتند که در دراز مدت ، HBM به جریان اصلی تبدیل می شود و اگر HBM توسط شرکت های پیشرو مانند تسلا تصویب شود ، این روند تسریع می شود.

براساس داده های موسسات تحقیقاتی بازار ، بازار جهانی حافظه خودرو در سال 2023 4.76 میلیارد دلار ارزش خواهد داشت و پیش بینی می شود تا سال 2028 به 10.25 میلیارد دلار برسد.

HBM ، رفتن به تلفن همراه

علاوه بر بازار خودرو ، با توسعه سریع AI ، 5G و سایر فناوری ها ، دستگاه های تلفن همراه بیشتر و قدرتمندتر می شوند و الزامات مربوط به عملکرد حافظه نیز در حال افزایش است. از اجرای برنامه های پیچیده AI گرفته تا فعال کردن چند وظیفه ای صاف گرفته تا پشتیبانی از فیلم های با کیفیت بالا و بازی های در مقیاس بزرگ ، دستگاه های تلفن همراه به حافظه احتیاج دارند که می تواند پهنای باند بالاتری و تأخیر پایین تری داشته باشد.

به عنوان نمونه ، با محبوبیت عکاسی هوش مصنوعی ، دستیاران صوتی هوش مصنوعی و سایر کارکردها ، تلفن های همراه نیاز به پردازش مقدار زیادی از داده ها در یک دوره زمانی کوتاه دارند. هنگام گرفتن یک عکس بهینه سازی شده با AI ، تلفن باید تصویر را در زمان واقعی تجزیه و تحلیل و پردازش کند ، که به حافظه نیاز دارد تا بتواند سریع داده های تصویر را بخواند و ذخیره کند. با این حال ، اگرچه حافظه سنتی LPDDR می تواند نیازهای برنامه های روزانه را تا حدی برآورده کند ، اما به تدریج قادر به برآورده کردن این الزامات با کارایی بالا نیست.

در مناطقی مانند لپ تاپ و پوشیدنی ، نیاز فوری به حافظه با کارایی بالا نیز وجود دارد. هنگام اجرای نرم افزار اداری در مقیاس بزرگ و ویرایش ویدیویی ، لپ تاپ ها به حافظه با قابلیت های کارآمد پردازش داده نیاز دارند. دستگاه های پوشیدنی ، مانند ساعتهای هوشمند ، همچنین به حافظه نیاز دارند تا به سرعت داده های سنسور را هنگام اجرای کارکردهایی مانند نظارت بر سلامت و ردیابی ورزش پردازش کنند.

ظهور HBM امکانات جدیدی را برای رفع این نیازها باز می کند. این نوع HBM برای دستگاه های تلفن همراه ، همچنین به عنوان "موبایل HBM" نیز شناخته می شود ، دارای ویژگی هایی شبیه به موارد مورد استفاده در سرورهای فعلی است.

HBM از فناوری انباشت پیشرفته سه بعدی برای اتصال چندین تراشه درام به صورت عمودی از طریق سیلیكون (TSV) استفاده می كند ، كه پهنای باند حافظه را تا حد زیادی افزایش می دهد. این طراحی منحصر به فرد امکان انتقال داده HBM را به صدها گیگابایت بر ثانیه می رساند ، که چندین برابر بیشتر از حافظه سنتی DDR است ، که می تواند نیازهای محاسبات هوش مصنوعی را برای پردازش سریع داده های عظیم برآورده کند ، به طور موثر تأخیر در انتقال داده ها را کاهش داده و کارایی آموزش را تا حد زیادی بهبود بخشد.

Mobile HBM همان مفهوم انباشت را دارد ، اما این روشی برای جمع آوری DRAM LPDDR در یک الگوی پله ای و سپس اتصال آن به یک بستر با سیم های عمودی است. به طور خاص ، Samsung Electronics در حال توسعه این فناوری با نام "VCS" است ، در حالی که SK Hynix در حال توسعه فناوری تحت نام "VFO" است. این مزایا راندمان انرژی بالا ، مصرف کم مصرف و امکان تهیه پین ​​های داده IO بیشتر است.

بزرگترین تفاوت بین HBM موبایل و LPDDR در این است که آیا "حافظه سفارشی" است. LPDDR محصولی با هدف کلی است که پس از تولید جرم می تواند در دسته ها مورد استفاده قرار گیرد. در حالی که ، موبایل HBM محصولی سفارشی است که منعکس کننده برنامه و نیاز مشتری است. از آنجا که HBM موبایل در موقعیت پین دیگری به پردازنده متصل است ، قبل از تولید انبوه برای محصول هر مشتری باید بهینه شود.

این صنعت HBM موبایل را به عنوان نسل بعدی نیمه هادی ها می داند و در حال توسعه آن است. سامسونگ و SK Hynix ، به عنوان دو غول در زمینه حافظه ، هیچ تلاشی در تحقیق و توسعه و چیدمان فناوری HBM موبایل انجام نداده اند.

سامسونگ: راه اندازی شددرام LPD در سال 2028

براساس گزارش های قبلی ، LPW DRAM سامسونگ ، محصولی با فناوری مشابه ، دارای تأخیر کم و عملکرد پهنای باند تا 128 گیگابایت در ثانیه است ، در حالی که فقط 1.2pj/b مصرف می کند و برای دستیابی به تولید انبوه تجاری در {3}} برنامه ریزی شده است.

لازم به ذکر است که تراشه HBM موبایل که توسط LPDDR نشان داده شده است برای همان طرح اتصال TSV به عنوان HBM به دلیل اندازه کوچک آن مناسب نیست. در عین حال ، هزینه های بالا و ویژگی های کم عملکرد فرآیند تولید HBM نمی تواند تقاضای درام موبایل با ظرفیت بالا را برآورده کند.

در نتیجه ، سامسونگ الکترونیک و SK Hynix روش بسته بندی پیشرفته دیگری را اتخاذ کرده اند.

روش VC های الکترونیکی Samsung Electronics (انباشت ستون مس عمودی) است که در آن تراشه های درام از ویفرها به شکل پله ای جمع می شوند ، با مواد اپوکسی سخت می شوند و سپس حفر می شوند و با مس پر می شوند.

به گفته سامسونگ الکترونیک ، فناوری بسته بندی پیشرفته VCS دارای افزایش برابر {{0} برابر در چگالی I/O و 2.6 برابر پهنای باند در مقایسه با اتصال سیم سنتی ، و افزایش برابر {3} برابر افزایش در راندمان تولید در مقایسه با اتصال سیم VWB عمودی است. طبق این طرح ، HBM موبایل سامسونگ از نیمه دوم 2025 تا 2026 راه اندازی می شود.

با این حال ، با قضاوت از آخرین افشاگری ها تاکنون ، به نظر می رسد که به روزرسانی جدیدی در مورد این پیشرفت وجود دارد.

در ISSCC 2025 اخیر ، Song Jae-Hyuk ، CTO بخش DS Samsung Electronics و رئیس آزمایشگاه تحقیقات نیمه هادی ، فاش کرد که سامسونگ قصد دارد دستگاه های تلفن همراه مجهز به DRAM LPW (LP گسترده I/O DRAM) یا "Mobile HBM" را در سال 2028 راه اندازی کند.

LPW همچنین به عنوان LLW یا "حافظه سفارشی" شناخته می شود. این صنعت با ظهور خود به عنوان نسل بعدی حافظه ، ضمن تدوین استانداردها از اسامی مختلف استفاده می کند. اما صرف نظر از نام ، هدف یکسان است: افزایش تعداد کانال های I/O و کاهش سرعت هر کانال ، ضمن دستیابی به عملکرد پیشرفته و مصرف انرژی پایین. علاوه بر این ، این فناوری در یک بسته اتصال سیم عمودی (VWB) موجود است که مسیر سیگنال را از خم به یک خط مستقیم تبدیل می کند.

از نظر عملکرد خاص ، DRAM LPW DRAM LPDDR DRAM را برای دستیابی به اهداف دوگانه بهبود عملکرد و کاهش مصرف انرژی به میزان زیادی افزایش می دهد. پهنای باند آن می تواند به بیش از 200 گیگابایت در ثانیه برسد که 166 ٪ بیشتر از LPDDR5X موجود است. در عین حال ، مصرف برق آن به 1.9pj/bit کاهش می یابد که 54 ٪ پایین تر از LPDDR5X است. استفاده از این فناوری ، دستگاه های تلفن همراه را قادر می سازد هنگام اجرای بازی های در مقیاس بزرگ ، ویرایش ویدیو و سایر برنامه های با کارایی بالا ، در حالی که عمر باتری دستگاه را افزایش می دهد ، تجربه ای روان تری داشته باشند. گزارش شده است که سامسونگ در رویداد "Semicon Taiwan" که در سپتامبر سال گذشته برگزار شد ، اعلام کرد که عملکرد DRAM LPW 133 ٪ بیشتر از LPDDR5X است ، به این معنی که هدف عملکرد در کمتر از شش ماه افزایش یافته است.

این سری از پیشرفت ها موظف است پشتیبانی از حافظه کارآمدتر و قابل اطمینان تر را برای تعداد فزاینده برنامه های کاربردی هوش مصنوعی در دستگاه ارائه دهد.

SK Hynix: VFO Technology HBM موبایل را تسریع می کند

بر خلاف VC های سامسونگ ، SK Hynix به جای ستون های مس ، سیم های مس را انتخاب کرد. بر خلاف Samsung Electronics از نظر اتصال قطعات و دنباله فرآیند ، از سیم های مسی برای اتصال DRAM های انباشته شده استفاده می کند ، و سپس رزین اپوکسی را به یک فضای خالی تزریق می کند تا آنها را سخت کند و امکان جمع آوری تراشه های DRAM موبایل را فراهم می کند.

این فناوری "VFO (فن خط عمودی)" نامیده می شود و شبیه به روش فعلی استفاده از مواد MUF برای پر کردن شکاف بین پشته های DRAM برای دستیابی به HBM است.

SK Hynix خاطرنشان کرد: فناوری VFO ترکیب Fowlp (بسته بندی سطح ویفر) و فن آوری های انباشت DRAM را ترک می کند ، و فناوری VFO به طور قابل توجهی مسیر انتقال سیگنال های الکتریکی بین چندین لایه DRAM را از طریق اتصال عمودی کوتاه می کند ، طول خط را به کمتر از 1/4 حافظه معمولی کاهش می دهد و باعث افزایش راندمان انرژی می شود. 4.9 ٪. این روش میزان اتلاف گرما را 1.4 ٪ افزایش می دهد ، اما ضخامت بسته را 27 ٪ کاهش می دهد.

مشاهده می شود که برنامه های هوش مصنوعی در سمت دستگاه دستگاه های تلفن همراه به عنوان پشتیبانی به پهنای باند بالا و پر سرعت نیاز دارند و استفاده از HBM در تلفن های هوشمند ، تبلت ها و نوت بوک ها به یک روند تبدیل می شود. براساس برخی از داده ها ، پیش بینی شده است که تا سال 2027 ، سهم بازار تلفن های همراه هوش مصنوعی که با HBM یکپارچه شده اند از 50 ٪ تجاوز می کنند و تبلت ها و لپ تاپ ها به تدریج دنبال می شوند.

هنگامی که SK Hynix و Samsung Electronics پیشرفت هایی را در بسته بندی LPDDR و بسته بندی تراشه ایجاد می کنند ، بدون شک Mobile HBM انتخاب خوبی است.

تفاوت در استراتژی های فناوری این دو شرکت قابل توجه است ، زیرا می توانند چشم انداز بازار موبایل HBM را تغییر دهند. درست همانطور که تفاوت در فناوری HBM در بازار داده ها تسلط بازار هوش مصنوعی را تعیین می کند ، موبایل HBM به عنوان یک حافظه هوش مصنوعی برای تلفن های هوشمند ، رایانه های شخصی ، هدست XR و سایر دستگاه ها توجه را به خود جلب می کند و انتظار می رود تأثیر مستقیمی بر بازار AI در دستگاه های تلفن همراه داشته باشد.

یک جانباز صنعت نیمه هادی گفت: "سامسونگ روی طراحی پهنای باند (LP Wide I/O) تمرکز دارد و کمال محصول را در اولویت قرار می دهد ؛ SK Hynix ، از طرف دیگر ، روی مصرف کم مصرف و نازک شدن (VFO) ، اولویت بندی مقرون به صرفه بودن است و خیلی زود است که می گوید که چه کسی دارای ارزش بازار است ، از آنجا که هر مشتری بیشتر است ، هرچه بیشتر مشتری وجود دارد ، هر چه بیشتر مشتری وجود دارد. از تحقیق و توسعه فناوری به یک رقابت جامع با مشتریان از نظر قابلیت تولید انبوه و اکوسیستم های مشتری منتقل شد. سامسونگ شکاف را از طریق نوآوری فرآیند و گسترش ظرفیت کاهش داد ، در حالی که SK Hynix سرب خود را با مزیت عملکرد و استراتژی سفارشی حفظ کرد. با تولید انبوه HBM4 پس از سال 2025 ، این دو تولید کننده عدم تمرکز فناوری را به پایانه های تلفن همراه تسریع می کنند و انقلاب عملکرد تلفن های هوشمند ، رایانه های شخصی و دستگاه های AR/VR را هدایت می کنند.

همچنین گزارش شده است که HBM موبایل به احتمال زیاد به صورت سفارشی تولید می شود و به تولید کنندگان تراشه تلفن های هوشمند ارائه می شود که مدل تأمین کننده محور قبلی را به یک رویکرد تقاضا محور تغییر می دهد. درست مانند SK Hynix که قبلاً درام کم مصرف سفارشی را برای هدست اپل "Vision Pro" تهیه کرده بود. اما هنوز مشخص نیست که چگونه سفارشی سازی از شرکت به شرکت دیگر متفاوت است ، زیرا موبایل HBM هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است. در حقیقت ، هنگامی که از HBM در اتومبیل استفاده می شود ، HBM2E SK Hynix ، که به طور خاص برای خودروها تولید می شود ، برای نیازهای زمینه های خاص سفارشی می شود.