文｜《科創板日報》

海力士、三星、美光之間的競爭愈加白熱化。6月5日，黃仁勳表示，三大存儲芯片製造商已通過認證，並且都已投產，可為英偉達最新的AI平台Vera Rubin供應最先進的高帶寬存儲芯片。這意味着，SK海力士、三星電子和美光科技即將開始大規模生產和供應HBM4芯片。

HBM4走上台前的同時，三家廠商正你追我趕研發下一代產品HBM5，一個全新的技術方向浮現——HBM內部熱管理。

據韓國時報最新報道，從三大廠的日程表來看，HBM散熱技術將首先大規模應用到HBM5上，不過各自在路線上存在細微差異。

SK海力士iHBM路線：引入銅基/硅基導熱通道

SK海力士於5月26日發布iHBM散熱技術，將集成冷卻元件（ICE）內嵌到HBM中，在芯片內部單獨開闢直通散熱通道。這種硅基結構允許熱量通過芯片間的物理層散發出去，有效地在內存堆疊中起到散熱煙囪的作用。該公司表示，與傳統設計相比，該技術可將熱阻降低30%以上，即使在高溫、高負荷條件下也能穩定運行。

SK海力士計劃將iHBM應用於其HBM5及後續產品，這些產品主要面向高性能計算和人工智能數據中心應用。該公司補充說，該技術基於已在量產中得到驗證的封裝工藝，客戶無需進行重大設計變更即可採用該技術。

三星電子HPB路線：嵌入一體化冷卻元件

三星電子計劃採用HPB（Heat Path Block，導熱阻斷/導熱塊）方案，即將導熱塊埋入多層DRAM裸片之間，相當於在堆疊芯片內部搭建多條獨立「散熱煙囪」，以散發芯片內部產生的熱量，同時降低熱阻。今年1月，三星宣佈在其Exynos 2600處理器中採用了該技術，在AP芯片頂部安裝了一個銅基HPB，三星表示，該技術可將熱阻降低16%，公司還在考慮採用硅基HPB結構。

其HPB技術已在第七代HBM4E上完成驗證，該產品的樣品於5月29日首次交付給客戶，將在HBM5上實現量產落地。

美光科技TSV+低功耗路線：探索TSV微溝槽液冷

不走三星、海力士內嵌導熱塊路線，美光科技主攻低功耗HBM設計，並輔以硅通孔（TSV）溝槽冷卻技術，通過在AI加速器芯片的硅芯片內部蝕刻微型溝槽，使冷卻液在其中循環流動，從而降低內部熱積累。這些TSV僅承擔熱傳導功能，與信號TSV在同一封裝面積內對齊排布，不額外佔用芯片面積。

為什麼要將散熱設計「前置」到HBM裏？

過去，全球HBM賽道的博弈，始終圍繞寬、堆疊層數、I/O速度等性能參數角逐，散熱設計通常被視為後端問題，主要依賴外部的系統級散熱，如服務器風扇、液冷板、導熱界面材料，HBM芯片內部本身並沒有主動或高效的微結構散熱設計。

隨着AI硬件的迭代，英偉達、AMD新一代AI服務器GPU單芯片功耗逼近1000W，HBM不斷往更高堆疊，HBM4堆疊了12-16層，HBM5將邁向20層堆疊、超高帶寬迭代。

堆疊層數越高，HBM中積聚的熱量就越多，過熱會觸發芯片降頻、算力縮水、整機穩定性下降。據亞洲商業日報等韓媒報道，英偉達和AMD等客戶已要求HBM供應商加強散熱管理和低功耗設計。

而老式HBM僅依靠底層基片逐層導熱再外接冷板散熱，熱量繞行路徑長、熱阻高，已經無法適配HBM4E/HBM5超高功耗場景，必須在封裝內部植入原生散熱結構。

正如三星設備解決方案部門總裁兼首席技術官宋載赫所言：「隨着人工智能系統功能日益強大、集成度不斷提高，熱管理正成為下一代存儲器的關鍵因素，這不僅要求提高存儲器性能，還要求提高散熱能力。」

一位業內人士表示：「低功耗和熱管理技術將是未來HBM研發的核心方向。過去，提高數據傳輸速度和增加堆疊層數是關鍵的競爭因素，但從現在開始，有效控制發熱量的能力將決定產品的性能和良率。」

可以預見，當散熱成為HBM產品「出廠配置」的一部分，HBM產品價格將隨着價值量的提高而提高，相應地，高導熱銅材、特種硅散熱材料、先進封裝（Hybrid Bonding混合鍵合、WLP晶圓級封裝等上游材料和封裝端的訂單有望持續放量。對於下游IDC廠商而言，HBM芯片級集成散熱普及後，AI服務器從整機外置液冷慢慢向芯片原生散熱+冷板輔助過渡，將進一步降低數據中心整體液冷成本。

有業內人士表示：「隨着存儲器製造商採用更先進的散熱解決方案，整個開發流程更緊密的整合將變得越來越重要。代工廠和存儲器製造商之間的合作效率很可能成為關鍵的競爭因素。」