面對人工智慧(AI)與高效能運算(HPC)晶片不斷攀升的發熱量,半導體大廠 SK 海力士(SK Hynix)發表了革命性的控溫散熱記憶體技術「iHBM」。該技術的核心在於採用了全新開發的冷卻元件「ICE」,這是一種高導熱、絕緣的矽基材料,能直接針對記憶體晶片中最核心的發熱源進行精準散熱,顯著提升次世代高頻寬記憶體(HBM)的運行效率與穩定性。
直攻發熱重災區!「ICE」元件打造專屬高速熱傳導通道
隨著人工智慧與大型語言模型的快速發展,高頻寬記憶體(HBM)的發熱管理已成為決定系統運算效能上限的關鍵瓶頸。傳統 HBM 主要是利用間接散熱方式,將核心晶片產生的熱量由下而上、經由層層堆疊的矽晶片緩慢向外傳導,散熱效率極易隨著堆疊層數的增加而急劇衰減。而 SK 海力士所發表的 iHBM 技術則打破了這一局限,將全新開發的「ICE」冷卻元件直接嵌入發熱量最為集中的 D2D PHY(晶片對晶片實體層)區域,為其建構一條專屬的高速熱排出通道。
這款名為「ICE」的散熱神器,是採用高導熱性且具備絕緣特性的矽基(Silicon-based)材料所製成的精密元件。透過將 ICE 元件直接置於發熱重災區的物理層設計,iHBM 成功將運作時的熱阻(Thermal Resistance)大幅度降低了 30% 以上。這項關鍵突破能有效確保高頻寬記憶體在超高負載、高負載運作以及長時間高溫等極端嚴苛的工作環境中,依然能夠維持極佳的訊號穩定性與晶片品質,避免因過熱而導致降頻或故障發生。

無縫接軌次世代 HBM5 晶片版圖
在半導體業界最為關心的量產可行性與製程導入成本方面,SK 海力士也提供了極具智慧的解答。iHBM 技術在封裝製程上,完全相容於已在市場中廣泛驗證並取得極高成熟度的先進「MR-MUF(批量重流模製底填)」晶圓級封裝工藝。這意味著 SK 海力士能夠利用現有的生產設備與成熟封裝工藝,在不影響產線良率的前提下,迅速實現 iHBM 晶片的規模化與穩定生產,大幅降低新技術投產的風險。
此外,該技術與客戶現有的系統級封裝(SiP)環境具備極高的設計相容性。晶片設計客戶在部署新一代 iHBM 記憶體時,無需對其現有的處理器晶片或載板設計進行大規模且高成本的重新修改,即可直接將 iHBM 封裝進系統中。SK 海力士計畫將此項控溫散熱儲存技術優先導入規劃中的 HBM5 等下一代產品中,全力搶攻高效能運算、超級電腦及大型 AI 資料中心等高集成度、高頻寬應用市場。
相較於競爭對手三星(Samsung)與美光(Micron)在封裝技術上的研發路徑,SK 海力士透過將 ICE 散熱元件與其引以為傲的 MR-MUF 技術結合,不僅大幅降低了 30% 熱阻,更保留了極佳的製程良率優勢與客戶端相容性。這一招「無縫升級」,不僅有助於固守 SK 海力士在 NVIDIA AI 晶片供應鏈中的龍頭地位,更為即將到來的次世代 HBM5 定義了全新的散熱品質標準。
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