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公开课64期笔记 华天科技:新式运用下Memory封装技能挑选与开展逻辑

时间: 2023-08-05 00:42:00 |   作者: 承载带之卷盘

  集微网音讯,随同智能手机、可穿戴设备、轿车电子等运用对存储提出更高要求,封装作为将半导体器材转变成终究功用产品的最终一项制作工艺,也跟着存储芯片产品的开展而不断迭代。

  华天科技作为全球半导体封测知名企业,为客户供给封装规划、封装仿真、引线框封装、基板封装、晶圆级封装、晶圆测验及功用测验、物流配送等一站式服务,在封测范畴沉积了丰厚经历。

  4月27日,集微网举办了第64期“集微公开课”活动,特邀华天科技(南京)有限公司Memory事业部总经理兼Memory研制总监周健威,以“Memory封装技能趋势剖析”为主题,结合存储产品商场趋势改变与我们详尽解说数据中心、消费电子等运用范畴中DRAM、NAND等多种存储产品的封装技能挑选与迭代,其间还包含3D Stack、HBM等多种新式封装技能的实践辅导。

  作为半导体商场占比最大类目,存储芯片产品长时间占有整个半导体商场约1/3-1/4比例,其间DRAM和NAND产品则以超90%的商场占比,以三星、美光、SK海力士为首要玩家,形成了相对安稳的商场格式和产品形状。

  近年来,受新式运用的带动,存储商场容量在不断扩大。周健威介绍,虽然上一年存储芯片产品价格一路跌落,2022年全球存储商场规划较2021年下滑了约15%,但存储商场容量依然在稳步增加,其间NAND Flash商场容量规划增加了6%,到达610B GB;DRAM商场容量规划增加了4%,到达194B GB。

  现在,在存储芯片运用范畴,智能手机等移动终端、PC和数据中心是干流方向,自动驾驶、云核算带动下的存储运用则为新式方向。

  周健威剖析指出,现在手机、PC商场需求现已趋于饱满,服务器商场需求一直在稳步提高,轿车商场需求增速则到达最快。其间,自动驾驶对车规存储的需求,5G、云核算带动下的服务器存储运用,固态硬盘对机械硬盘的代替运用,ChatGPT大模型运用对海量内存芯片的需求,是业界重视的要点。

  周健威介绍,以高端显卡显存为例,为支撑对海量数据进行处理/练习的需求,OpenAI已运用了约2.5万个英伟达的GPU(A100/H100),其间每A100/H100有6颗HBM芯片,一起还要调配相应的16通道4800MHz DDR5 DIMM。受ChatGPT爆火带动,近期HBM3标准DRAM价格上涨了5倍。HBM-PIM存算一体技能也成为了未来的首要开展方向。

  HBM封装是运用3D-TSV技能把多个DRAM芯片堆叠起来的封装技能,凭仗高带宽、高功能、低功耗等技能优势,在高端显卡显存范畴广泛运用,因其硅通孔数量在数千个,技能难度高。周健威说到,HBM封装商场本来很小,不过受人工智能商场影响,HBM商场规划估计到2025年翻一番,其增加十分惊人。

  周健威介绍,运用端产品因尺度、功能、形状等方面的差异,其选用的封装方式大多不同。其间,移动终端DRAM (LPDDR/eMCP类)商场,以WB-FBGA为主;Server/PC用标准型DDR,以Window FBGA、FC封装为主;嵌入式NAND产品中eMMC类依据接口标准不同以eMMC、UFS为主,eMCP类以eMCP、ePoP、uMCP封装为主;SSD产品首要为标准型SSD,封装多选用WB-FBGA。

  以DDR系列产品为例,周健威介绍道:Window FBGA封装,因线长较短信号传输好且本钱较低,在此前被三星、SK海力士和美光等干流厂商广泛选用,但随同内存条产品开展到DDR4,三星、SK海力士许多产品开端转向选用FC封装,其传输途径更短电功能体现更好。值得一提,虽然FC封装本钱比Window FBGA略高,得益于规划效应,两者本钱根本相等。此外,现在高端产品如DDR5,考虑到功能要求、信号丢失等多方面要素,现在则多选用TSV硅通孔堆叠封装,经过硅通孔把多芯片的I/O衔接,一起完成多芯片堆叠来扩容并到达更小的信号丢失。

  周健威介绍,随同产品轻量化、小型化开展,封装方式在向高集中度小型化开展。在此布景下,更短更多传输途径、更高功能产品趋势下,ePOP等先进封装相继呈现;频率提高的技能趋势,促进封装从WB向FC封装切换;高频和大容量产品趋势下,3D TSV先进封装的运用也在逐步推行;高带宽、大容量的技能趋势下,HBM封装商场则开端呈现明显增加。

  关于业界遍及重视的先进技能,周健威以为,现在随同HBM3的运用,Hybrid Bonding技能在多芯片堆叠上的优势值得重视。此外,NVM新式非易失性存储器新产品包含MRAM和RRAM等的开发,有其难点,业界解决计划依然有待调查。

  针对DRAM、NAND Flash、MCP等范畴不同产品,华天科技供给不同的封测服务。

  对此,周健威介绍道,华天在质量把控、系统化出产和技能才能上处于职业抢先,其间,Memory事务在10年前就已敞开,现在已具有丰厚的量产经历,产值、良率管控方面在国内名列前茅,且覆盖了常见的产品品种。如Memory 封装+OS 量产良率能够做到99.95%以上,单芯片的NAND Flash调配一个主控的结构,良率已能做到99.97%以上。

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