Die Landschaft der Hochbandbreitenspeicher (HBM) steht mit der laufenden Entwicklung der nächsten Generation von HBM5- und HBM6-Standards, die durch innovative TC-Bonder ermöglicht wird, am Rande einer bedeutenden Transformation.
Hanmi Semiconductor stellt erste breite TC-Bonder für fortschrittliche HBM-Technologie vor
Während NVIDIA und AMD sich darauf vorbereiten, noch in diesem Jahr ihre kommenden KI-Beschleuniger auf den Markt zu bringen, die mit HBM4-Speicher ausgestattet sein werden – wie beispielsweise die Vera Rubin und die Instinct MI450 -Serie –, schreiten Forschung und Entwicklung bereits in Richtung der nächsten Iterationen, HBM5 und HBM6, voran.
Einem Bericht des koreanischen Nachrichtenportals Heraldcorp zufolge soll der erste Wide-TC-Bonder, der für die Speicherstandards der nächsten Generation entwickelt wurde, auf der Halbleitermesse 2026 in Korea vorgestellt werden. Dieses Gerät wird als Alternative zum Hybrid-Bonder (HB) für die Massenproduktion von HBM-Speichern dienen.
Der Wide TC Bonder zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, die Produktionsausbeute für verschiedene HBM-Standards, darunter HBM4, HBM4E, HBM5 und HBM6, zu steigern. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger, dem Hybrid Bonder, der mit technischen Schwierigkeiten zu kämpfen hatte, nutzt der Wide TC Bonder fortschrittliche Präzisionsbondtechnologie, um höchste Qualität und Zuverlässigkeit während des Produktionsprozesses zu gewährleisten.
Ein besonders interessantes Merkmal ist die Fähigkeit zum flussmittelfreien Bonden, wodurch die Oxidschicht auf den Chipoberflächen minimiert und somit die Bondfestigkeit erhöht wird, während gleichzeitig die Gesamtdicke von HBM reduziert wird.
HBM5: Zielt auf die NVIDIA Feynman-Architektur ab und soll voraussichtlich 2029 auf den Markt kommen.
Der HBM5-Standard soll in seiner Non-e-Variante eine Datenrate von 8 Gbit/s beibehalten und gleichzeitig die Anzahl der I/O-Lanes deutlich auf 4096 Bit erhöhen. Die Bandbreite soll durch die Verwendung eines 16-Hi-Stacking-Verfahrens auf bis zu 4 TB/s pro Stack steigen. Mit der Einführung von 40-Gbit/s-DRAM-Chips strebt HBM5 eine robuste Kapazität von 80 GB pro Stack an und erwartet einen Stromverbrauch von bis zu 100 W pro Stack.
Zu den wichtigsten Spezifikationen des HBM5-Speicherstandards gehören:
- Datenrate: 8 Gbit/s
- Anzahl der Ein-/Ausgänge: 4096
- Gesamtbandbreite: 4, 0 TB/s
- Anzahl der Die-Stacks: 16-Hi
- Speicherkapazität: 40 GB
- Gesamtkapazität des HBM: 80 GB
- Leistung pro HBM: 100 W
- Verpackungsmethode: Microbump (MR-MUF)
- Kühllösungen: Immersionskühlung, thermische Durchkontaktierung (TTV), thermisches Bonden
- Spezieller Entkopplungskondensator-Chip-Die-Stack
- Kundenspezifischer HBM-Basischip mit 3D-NMC-HBM und gestapeltem Cache
- LPDDR+CXL im Basis-Die
- Kompatibel mit NVIDIA Feynman & Instinct MI500 Plattformen
HBM6: Ein Quantensprung für die Post-Feynman-GPU-Architektur
Mit HBM6, das die Grundlage für noch höhere Leistung schafft, wird die Bandbreite voraussichtlich auf beeindruckende 8 TB/s verdoppelt und gleichzeitig eine Speicherkapazität von 48 Gbit pro DRAM-Chip eingeführt. Dieser Standard soll auch die Grenzen der Stapeltechnologie erweitern, indem er die traditionelle 16-Hi-Konfiguration möglicherweise übertrifft und bis zu 20-Hi-Stapelung ermöglicht. Die erwartete Speicherkapazität pro Stapel könnte auf 96–120 GB steigen, bei einer Leistungsaufnahme von 120 W. Sowohl HBM5 als auch HBM6 sind für die Integration von Immersionskühlung ausgelegt, wobei HBM6 unter anderem Multi-Tower-HBM-Architekturen (aktiv/hybrid) erforscht.
Zu den Kernmerkmalen des HBM6-Speicherstandards gehören voraussichtlich:
- Datenrate: 16 Gbit/s
- Anzahl der Ein-/Ausgänge: 4096
- Gesamtbandbreite: 8, 0 TB/s
- Anzahl der Die-Stacks: 16/20-Hi
- Speicherkapazität: 48 GB
- Gesamtkapazität HBM: 96/120 GB
- Leistung pro HBM: 120 W
- Verpackungsmethode: Unebenheitsfreie Cu-Cu-Direktverbindung
- Kühllösungen: Tauchkühlung
- Kundenspezifische Multi-Tower-HBMs mit aktiven/hybriden Interposern
- Integrierter Netzwerk-Switch + Bridge-Chip
Da HBM4 bald in die Massenproduktion gehen soll, wird die Dynamik bei HBM5 und HBM6 dafür sorgen, dass diese Speicherstandards der nächsten Generation die Erwartungen nicht nur erfüllen, sondern übertreffen. Sie bieten höhere Geschwindigkeiten und innovative technologische Fortschritte gegenüber HBM4 und läuten damit ein neues Zeitalter der Leistungsfähigkeit in der Speichertechnologie ein.