SK hynix відкладає hybrid bonding до HBM5 через обмеження висоти стеків

SK hynix не очікує масового переходу на гібридне з’єднання кристалів у поколінні HBM4E. На Hot Chips 2026 віцепрезидент з інженерії пакування SK hynix America Джесік Лі пояснив, що технологія hybrid bonding може дебютувати не раніше HBM5. До цього компанія планує розвивати MR-MUF — знайомий процес із мікровиступами, загальним оплавленням стека та формуванням заповнювача між шарами.

Стек не може безкінечно рости вгору

Стандарт HBM4 підняв максимальну висоту пакета з 720 до 775 мкм. Ця цифра пов’язана зі стандартною товщиною 300-мм логічної пластини. Під час складання GPU або AI-прискорювача логічний кристал і стеки пам’яті шліфують так, щоб холодна пластина рівномірно торкалася всіх поверхонь. Якщо HBM стане вищою за основний процесор, механічний контакт і відведення тепла ускладняться.

16-шарова HBM4 уже використовує кристали завтовшки близько 50 мкм і приблизно вдвічі менші проміжки, ніж 12-шарова версія. Місткість 16-Hi може сягати 48 ГБ на стек; такі зразки проходять кваліфікацію, тоді як 12-Hi вже виробляється серійно. Подальше потоншення кремнію збільшує частку оксидних шарів, які проводять тепло гірше, і підвищує ризик деформації під час складання.

Чому hybrid bonding приваблює виробників

Гібридне з’єднання прибирає традиційні мікровиступи. Плоскі мідні площадки та оксидні поверхні поєднуються, а під час термічної обробки розширення міді формує електричний контакт. За даними презентації SK hynix, для 20-шарового стека це дозволяє зробити кристали до 24% товстішими та зменшити тепловий опір приблизно на 35% порівняно з MR-MUF. Крок контактів може опуститися нижче 18 мкм проти близько 30 мкм у поточній технології.

На практиці процес складний: потрібно точно сумістити 16 або 20 надтонких шарів, контролювати чистоту поверхонь і забезпечити високий вихід придатних виробів. Кожне підвищення дозволеної висоти HBM відсуває момент, коли hybrid bonding стає економічно необхідним. Галузеві оцінки очікують повномасштабне застосування приблизно у 2029–2030 роках разом із HBM5, але SK hynix ще не визначила перший конкретний продукт.

Тепло стає не меншою проблемою за висоту

Швидкість одного контакту HBM зросла приблизно з 1 Гбіт/с у ранніх поколіннях до 8 Гбіт/с у HBM4. Більше шарів і вища швидкість концентрують потужність у тому самому відбитку. Власні дані SK hynix вказують на зростання теплового навантаження у 2,2 раза між розглянутими поколіннями. Тому просте додавання кристалів не гарантує пропорційного приросту продуктивності.

Компанія розробляє iHBM: теплопровідні, але електрично ізолювальні блоки вбудовуються у базовий кристал поруч із гарячою ділянкою die-to-die PHY. Заявлене зменшення теплового опору перевищує 30%. Такий блок потрібно спільно оптимізувати з логікою замовника, тому його не можна додати до покоління, дизайн якого вже завершено. Масове виробництво iHBM не очікується раніше HBM5 у 2028 році.

Пам’ять стає багаторівневою

Вищий стек збільшує місткість, але не обов’язково ефективно використовує весь кремній. Для навчання великих моделей потрібні одночасно місткість і смуга, тоді як інференс може розділяти дані: активний KV-кеш тримати в HBM, а менш термінові масиви — у дешевшій LPDDR. Подібну схему вже просуває Nvidia у Vera Rubin, поєднуючи HBM4 і LPDDR5X через NVLink-C2C.

За повідомленнями, SK hynix забезпечує значну частину замовлень Nvidia на HBM для Vera Rubin, і це покоління ще використовуватиме MR-MUF. Тому відкладення hybrid bonding не означає зупинку розвитку HBM4E. Воно показує, що індустрія намагається вичерпати можливості дешевшого процесу, перш ніж переходити на складніше з’єднання. Для кінцевого ринку результат визначатимуть не лише рекордні швидкості, а й вихід придатних стеків, тепловий режим та вартість кожного гігабайта.