高帯域幅メモリ(HBM)はDRAMダイを垂直に積層して接続し、AIアクセラレータに必要な速度と容量を提供する。容量は層数とともに増えるが、層が増えるたびに2つの問題が悪化する。スタックの反りと、熱が逃げられないことだ。どちらも歩留まりを損なう。

SKハイニックスは独自の答えであるMR-MUF(Mass Reflow Molded Underfill)を構築した。競合のようにダイごとにフィルムを敷くのではなく、液状の保護材を注入して1回のリフロー工程で硬化させることで、積層時の圧力を抑え、反りを制御しつつ、熱も良好に放散する。

2024年9月、SKハイニックスは世界初の12層HBM3Eの量産を開始した——36GBで、8層製品と同じ厚さである。各DRAMを40%薄化し、Advanced MR-MUFを適用することで、容量を50%増やし、9.6Gbpsで熱を10%低減し、歩留まりは約80%と業界最高水準となった。

1工程のダイ充填により、スタックは厚さを増やさずに層を増やせる

1工程のアンダーフィルは層ごとのフィルムより速度と熱で優れる

反り制御により高いスタックを製造可能に

薄いダイにより厚さを増やさずに容量を獲得

NVIDIAへの先行供給がリードを確固たるものにした

積層ビジネスではパッケージング工程が堀となる。反りと熱を制御する者が、製品が担える層数——そして価値——を決め、リードは急速に複利で積み上がる。

12層の発表から1か月後、SKハイニックスは同じAdvanced MR-MUFプロセスによる16層HBM3E(48GB)を発表し、2024年までにNVIDIAへのHBM供給で支配的な地位を占めた一方、サムスンとマイクロンは歩留まりで後れを取った。このプロセスはHBM4時代のハイブリッドボンディング作業のテンプレートとなった。

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出典

  1. SK海力士全球率先量产12层堆叠HBM3E SK하이닉스 뉴스룸 (SK hynix Newsroom) · news.skhynix.com ·
  2. 앞서가는 SK하이닉스…12단 HBM3E 세계 첫 양산 한국경제 (Hankyung) · hankyung.com ·
  3. “또 세계 최초” SK하이닉스, 'HBM3E 16단' 출시로 지배력 강화 한경비즈니스 (Hankyung Business) · magazine.hankyung.com ·