ハイブリッド ボンディングは当初、次世代の高帯域幅メモリ (HBM) の最も重要なパッケージング アップグレードの 1 つとみなされていましたが、韓国メディアの最新の報道によると、業界標準の「緩和」により、Samsung と SK Hynix は HBM4 世代でのこの技術の採用を一時停止し、そのアプリケーション ノードを HBM4E に移行する可能性が高いとのことです。半導体業界標準の策定を担当する国際機関である JEDEC は、HBM スタックの厚さの仕様を再評価しています。この変更は、ハイブリッド ボンディングの適用タイミングに直接影響するだけでなく、大手ストレージ メーカーと大規模顧客の間のテクノロジー ゲームを再構築します。
従来の規格設定では次世代HBMの積層厚さは900ミクロンと定められていたが、今回の議論によりHBM製品の厚さの上限はさらに1,000ミクロンに緩和される可能性がある。これは、ハイブリッド ボンディングなどのより過激なパッケージング ルートに時期尚早に依存することなく、許容可能な機械的および熱的設計制限を維持しながら、チップの積層をより「保守的」な方法で進化させることができることを意味します。サムスンとSKハイニックスにとって、生産ラインの成熟度、歩留まり、コストのバランスが依然として必要であるという状況において、このような基準の微調整は、新しいプロセスの採用を遅らせる十分な理由となる。
今年4月、SKハイニックスがハイブリッドボンディングを利用した12層HBMサンプルを検証したことが明らかになった。当時、業界では同社がこの技術を初めてHBM4の量産に導入すると期待されていた。ハイブリッド ボンディングは、次世代 AI およびハイパフォーマンス コンピューティングのニーズに対応するための重要なレイアウトとみなされています。これらのアプリケーションでは、より多くの積層層数とより高い帯域幅密度が必要となるためです。従来の HBM プロセスでは、DRAM チップの各層が熱圧によって接合され、バンプとアンダーフィル材料がチップ間に配置され、その後高温と圧力をかけて積層を完了します。ハイブリッドボンディングは、ウェーハレベルで金属接点を直接接続することにより、電気的性能と放熱能力を向上させます。
韓国のZDNetの最新レポートによると、サムスンとSKハイニックスは、HBM4の段階でハイブリッドボンディングを一時的に「バイパス」し、この技術の最初のノードをHBM4Eに遅らせる一方で、熱間圧着ボンディングを引き続き使用し、HBM4上の他の放熱方法で補うことを検討しているという。このレポートは、JEDECの厚さ基準の調整に関する以前のニュースを繰り返し述べたもので、HBM4のスタック厚さの定義は現在の775ミクロンから825～900ミクロンの範囲に引き上げられる一方、HBM5基準は900ミクロンから1,000ミクロンにさらに緩和される可能性があるとしている。この新しいパラメータセットの下では、製造業者は、より高いプロセス閾値を伴うハイブリッドボンディングにすぐに移行することなく、積層高さを増やすかパッケージング構造を最適化することによって設計ニーズを満たすことができます。
さらに注目すべきことは、主要顧客からの需要の変化もこの戦略的調整を推進していることです。同報告書は、NVIDIAのような「強力なバイヤー」がハイスタックHBMの需要を遅らせ、16層HBMスタックに関する社内の議論が基本的に「中断」状態にあると関係者の話として引用した。この状況下では、HBM4E 製品も引き続き 12 層設計に留まる可能性が高く、メーカーが短期的により高い積層をサポートするためにハイブリッド ボンディングを採用する緊急性はさらに弱まります。
それにもかかわらず、サムスンとSKハイニックスは依然としてハイブリッドボンディングによってもたらされる熱的利点を享受したいと考えており、代替ソリューションを通じてそれを達成するつもりです。報告書は、両社が既存の熱圧着構造下の熱伝導経路を改善し、断熱層としてのフィラー材の欠点を補うための各種放熱装置の評価を積極的に進めていると指摘した。ハイブリッド ボンディング アーキテクチャでは、アンダーフィル材料が除去されるため、温度が低下し、安定性が向上します。メーカーは、追加の熱放散デバイスを通じて、コアの接合プロセスを変更することなく、ある程度の熱放散の恩恵を得ることを望んでいます。
長期的には、ハイブリッド ボンディングは依然として HBM 分野で「回避できない」テクノロジー ノードとみなされています。 HBM5EのI/Oポート数と信号密度は増加し続けるため、レポートは業界チェーン筋の話として、HBM5Eの量産中にハイブリッドボンディングが「必ず導入しなければならない」プロセスオプションになるだろうと引用している。入出力端子の数が増えると、相互接続がより密になり、消費電力と放熱の要件がより厳しくなり、既存の熱圧着構造では信頼性と性能において明らかなボトルネックに直面することになります。
現在のテクノロジーと標準の争いは、HBM 市場全体の微妙なバランスも反映しています。一方で、AI コンピューティング能力と大規模モデルのトレーニングのための HBM の容量と帯域幅の追求は加速し続けており、ストレージ メーカーはより高いレイヤーとより抜本的なパッケージング テクノロジを計画する必要に迫られています。一方で、ハイブリッドボンディングの成熟度、プロセス歩留まり、パッケージングコストが落ち着くにはまだ時間がかかります。 「技術的リーダーシップ」だけでは、すべての参加者にリスクを取るよう説得するには不十分です。 JEDEC の厚さ標準調整は、業界チェーンにある程度の中間ルートを提供し、すべての関係者が安全で制御可能なプロセス境界内で製品ラインを段階的に進化させる余地を得ることができます。
Samsung と SK Hynix にとって、HBM4 と HBM4E の間でハイブリッド ボンディングのリードイン ノードをどのように正確に分割するかは、AI ストレージ市場における競争力と、NVIDIA などの主要顧客との協力に関する交渉スペースに直接影響します。 HBM4 がハイブリッド ボンディングを使用せずに積層厚さと放熱デバイスによって現在のニーズを満たせるのであれば、HBM4E または HBM5E 段階での新しいプロセスの導入に集中することが、商業的により現実的な選択肢となる可能性があります。ただし、AI アプリケーションのシナリオがさらに拡大し、ハイスタック HBM の需要が再熱するにつれて、この「導入の遅れ」戦略も今後数年間で迅速に調整する必要がある可能性があります。