Samsung e SK Hynix atrasam adoção de tecnologia de ligação híbrida em HBM

De acordo com pt.wedoany.com-A Samsung Electronics e a SK Hynix estão a reavaliar os planos de introduzir a tecnologia de ligação híbrida (hybrid bonding) na próxima geração de memórias de alta largura de banda (HBM), uma vez que a necessidade das suas duas principais vantagens — redução de espessura e melhoria da dissipação térmica — está a diminuir.

Segundo fontes do setor, o momento para a adoção generalizada da ligação híbrida na próxima geração de HBM poderá ser mais tardio do que o esperado. Anteriormente, previa-se que a tecnologia pudesse ser aplicada a partir do HBM4 (sexta geração de HBM), mas devido à elevada dificuldade técnica, essa previsão não se concretizou. Atualmente, há especulações de que a adoção possa ocorrer a partir do HBM4E de 16 camadas (sétima geração de HBM), adiando assim a aplicação esperada. Atualmente, a Samsung Electronics e a SK Hynix continuam a utilizar a tecnologia de ligação por compressão térmica (TC Bonding) na produção em massa, cuja estrutura envolve a adição de microbumps (Bump) e material de underfill entre as camadas de DRAM, estabelecendo a conexão através de calor e pressão.

A tecnologia de ligação híbrida conecta diretamente as interligações de cobre de cada camada de DRAM, eliminando a necessidade de microbumps e material de underfill, o que ajuda a reduzir a espessura total do HBM e melhora as características de dissipação térmica e a eficiência energética. No entanto, o setor aponta que as duas principais forças motrizes para a aplicação da ligação híbrida estão a enfraquecer. Por um lado, o padrão de espessura do HBM foi alargado: o padrão de espessura do HBM3E era de 720 micrómetros, enquanto o do HBM4 foi aumentado para 775 micrómetros, devido ao aumento do número de camadas empilhadas de DRAM de 8 e 12 para 12 e 16; a JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) está inclusive a considerar alargar o padrão de espessura da próxima geração de HBM com 20 camadas empilhadas (como o HBM5) de 900 micrómetros para cerca de 1000 micrómetros. Por outro lado, a procura por HBM com elevado número de camadas empilhadas por parte de clientes principais, como a NVIDIA, foi adiada. Um responsável de uma empresa de memórias indicou que ainda não houve discussões ativas com os clientes sobre o HBM de 16 camadas, e que o produto de 12 camadas do HBM4E provavelmente continuará a ser o principal.

Para substituir as vantagens da ligação híbrida na dissipação térmica, a Samsung Electronics e a SK Hynix estão a explorar outras soluções. A Samsung Electronics propôs o Heat Path Block (HPB), enquanto a SK Hynix lançou o conceito iHBM (ICE HBM). Ambos os conceitos envolvem a colocação de um componente dedicado à libertação de calor junto ao chip principal do HBM. Profissionais do setor de encapsulamento afirmam que esta tecnologia não apresenta grande dificuldade de implementação e disposição, tem perspetivas claras de comercialização e representa uma opção estável para as empresas de memórias. Ambas as empresas estão a testar a aplicação desta tecnologia no HBM5.

Embora a aplicação da ligação híbrida possa ser adiada, a investigação e desenvolvimento desta tecnologia por parte da Samsung Electronics e da SK Hynix continua. A longo prazo, o aumento do número e da densidade dos I/O (terminais de entrada/saída) internos do HBM tornará a tecnologia de ligação híbrida uma necessidade. O número de I/O do HBM4 já duplicou em relação à geração anterior, HBM3E, para 2048. A ligação TC, devido à difusão lateral dos bumps após a fusão, terá dificuldade em suportar o aumento adicional da densidade de I/O. Profissionais do setor de encapsulamento apontam que, se o número de I/O do HBM5E duplicar novamente para 4096, o espaçamento entre I/O será extremamente reduzido, tornando a adoção da tecnologia de ligação híbrida inevitável.