サムスンとSKハイニックスはHBM4Eの熱管理に対応し、AIインターフェース層は40倍に拡大する可能性があります。

TrendForce 10月12日のChosun Bizの報道によると、AIパッケージがより多くの計算およびストレージチップを収容するにつれて、計算チップとHBMを接続する中介層が大幅に大きくなると予想されており、次世代HBMの熱管理がより重要になる。サムスン電子は、来年から量産を開始するHBM4Eの熱管理の課題に対応するために、複数の技術を準備している。

現在、AI中介層の面積は、EUV光刻機の単回露光最大面積858平方ミリメートルの5.5倍に達している。半導体設備業界の関係者は、HBMを支える中介層がその面積の9倍、12倍、最終的には約40倍に拡大する可能性があると予測している。理由としては、プロセスの微細化が制限されていることや、チップレット式2.5Dパッケージの普及が挙げられ、単一の先進プロセスチップではAIの計算能力の要求を満たすことが難しく、複数の計算チップレットとHBMが同じ中介層に積み重ねられることがある。

サムスンは、混合銅ボンディングと熱経路ブロックを検討している。前者は、銅対銅の直接接続でスタックされたDRAMチップ間の微小突起を置き換え、層間の隙間を縮小し、スタックを薄くし、熱管理を改善するもので、サムスンは2026年3月にNVIDIA GTCでこれを展示した。熱経路ブロックは、HBM基底チップがGPUとの高速伝送を行うD2D PHY領域に専用の熱経路を構築する役割を果たし、サムスンはHBM4Eでこれを検証しており、HBM5に導入する計画がある。ETNewsによると、SKハイニックスのiHBMは、熱が集中するD2D PHYの周囲に高熱伝導性だが電気絶縁性の冷却材料を配置しており、熱抵抗を約30%低下させることが期待されている。