SK hynix 推出嵌入式冷卻元件的 iHBM 存儲架構應對熱管理挑戰

SK hynix 最近推出了 iHBM，這是一種結合動態隨機存取記憶體（DRAM）堆疊與嵌入式集成冷卻元件（ICEs）的架構。這些冷卻元件提供了從高帶寬記憶體（HBM）封裝中額外的散熱通道。ICEs 由電絕緣且具熱導性的矽基材料製成。SK hynix 的高級副總裁兼封裝開發部門負責人 Kangwook Lee 表示：「iHBM 是熱管理的最佳解決方案，結合了我們的記憶體設計能力與先進的封裝技術」。

HBM 是一種記憶體晶片，其中多個 DRAM 晶圓以三維佈局垂直堆疊。這樣不僅縮短了互連長度，還提高了數據速度，降低了延遲並減少了功耗。由於這些優勢，HBM 在人工智能伺服器中被廣泛應用。該技術自 HBM、HBM2、HBM2E、HBM3、HBM3E 進化到 HBM4，隨著人工智能數據處理需求的激增，HBM 技術正朝向更高的堆疊和更快的速度發展。這兩個因素也增加了 HBM 封裝的熱負載。

此外，下一代 HBM 晶片競爭力的關鍵驅動因素是管理連接 HBM 和圖形處理單元（GPU）之間介面的熱功率密度，該介面被稱為 Die-to-Die 物理層（D2D PHY），這也是熱量集中度最高的區域。

iHBM 提供有效的熱管理解決方案

透過 iHBM 解決方案，SK hynix 採取了結構性的方法來解決熱管理問題。與現有的 HBM 產品依賴間接冷卻方法不同，iHBM 解決方案將 ICEs 放置在 D2D PHY 區域之上，從而創建了額外的散熱通道以減少熱負載。這一熱管理解決方案幫助將熱阻降低了 30%，並使晶片在高温和高壓環境下穩定運行。

該公司表示，具備大規模生產能力，以實現 iHBM 裝備晶片的穩定大量生產（可能在其 Cheongju M15X 工廠製造）。這些將利用 SK hynix 的晶圓級封裝（WLP）工藝，基於大規模迴流模具填充（MR-MUF）技術（這一技術允許通過在晶片之間注入液體保護材料來保護電路，進而實現半導體堆疊）。iHBM 解決方案還與現有的系統封裝（SiP）架構具有高設計兼容性，允許以最小的設計調整採用這項新的熱管理技術。

iHBM 預計將在下一代 HBM 產品中部署，例如即將推出的 HBM5。SK hynix 旨在透過滿足高密度和高帶寬環境中的熱管理標準，提升人工智能數據中心的穩定性和運行效率。

SK hynix 積極推進下一代高帶寬存儲技術

SK hynix 在 HBM 部門擁有主導的競爭地位，並已開始積極進行下一代高帶寬存儲技術的研究與開發，例如高帶寬閃存（HBF）和內存內處理（PIM）。HBF 是一種新興的記憶體層，位於 HBM 和固態硬碟（SSD）之間，結合了 HBM 級帶寬特性和 NAND 閃存的高密度容量，旨在提高人工智能基礎設施的可擴展性和能效。PIM 是一種下一代記憶體架構，將處理邏輯直接整合到記憶體晶圓中，消除了傳統馮·諾依曼瓶頸，顯著提高了帶寬效率和能源消耗。