بعد جولة، اكتشفت أنه لا يوجد سوى إشارات شراء وبيع، ولا أحد يوضح سلسلة صناعة HBM بالكامل. فقط من خلال فهم سلسلة الصناعة يمكننا معرفة ما الذي يمكن شراؤه وما الذي لا يمكن شراؤه؟ اليوم سأقوم بتوضيح الأمور للجميع.

ما هو HBM؟

HBM، المعروف باسم الذاكرة عالية النطاق الترددي، يقوم بتكديس DRAM متعدد الطبقات عمودياً عبر ثقوب السيليكون (TSV)، مما يحقق عرض نطاق ذاكرة مرتفع للغاية وزمن وصول منخفض، ويقدم قدرة ضخمة على معالجة البيانات لبطاقات NVIDIA وغيرها من وحدات معالجة الرسوميات AI، متجاوزاً عقبة "جدار الذاكرة" التقليدي.

ما هي التقنية الأساسية لـ HBM؟

ببساطة، HBM هو تقنية التكديس التي تقوم بتكديس شرائح DRAM متعددة الطبقات عمودياً. من أهم العمليات هنا هو TSV (ثقوب السيليكون)، حيث لا يتم حفر ثقوب TSV باستخدام الليزر فقط، بل يتم حفرها عن طريق تآكل الغاز الذي يفسد السيليكون باستمرار، ثم يتم حقن النحاس؛ بعد ذلك، يتم تغطية النحاس المحقون بطبقة من القصدير (نقاط دقيقة)، وعندما يحدث ذلك، يمكن تكديس عدة شرائح عارية معاً.

الأهم في هذه العملية أربعة أجزاء:

• تصميم وتصنيع HBM: تقوم به SK Hynix وMicron وSamsung Electronics نفسها

• معدات الحفر بفتحات TSV: تطبيقات من Applied Materials $AMAT وLam Research $LRCX يحتكران

• مواد الحفر/الترسيب/الصقل: شركة إنترجي Intigra

  $ENTG

• مجسات اختبار HBM (Probe Cards): FormFactor $FORM (شريك عميق مع Hynix)

ولكن إذا كان التكديس فقط، فباستثناء نقاط التوصيل الدقيقة بالميكروبروزات ستظل كلها معلّقة وغير مستقرة وهشة. وللتقوية والتبريد حاليًا لدى الشركات الثلاث الكبرى خياران:

• تقوم SK Hynix أولًا بالتكديس الشامل، ثم تضع كامل HBM داخل قالب (قوالب) وتقوم بسكب راتنج الإيبوكسي السائل لملء الفجوات، وبعد ذلك تقوم بالتسخين والضغط لتصلب راتنج الإيبوكسي.

• أما سامسونج وميكرون، فهما تضيفان طبقة رقيقة عالية البوليمر بين شريحتين. عند التسخين والضغط، تنصهر طبقة الرقائق عند نقاط الميكروبروزات لإتمام اللحام، ثم تتصلب الطبقة بعد التبريد. وبعد ذلك تتكرر العملية باستمرار للتكديس لأعلى.

بالنسبة لهذين الخيارين، فإن SK Hynix هي الأفضل، لأنه أثناء لحام نقاط الميكروبروزات لا يوجد شيء آخر يتداخل، وبالتالي ستكون سرعة التصنيع ومعدل العائد (الشرائح الجيدة) أفضل بكثير.

في مجال التبريد، تضيف SK Hynix أيضًا جزيئات عالية التوصيل الحراري إلى راتنج الإيبوكسي، أي أنها تجعل راتنج الإيبوكسي شيئًا يشبه السيليكون جِيل (silicone grease). كفاءة التبريد لدى SK Hynix هي ضعف سامسونج، لذلك كيف يمكن أن تصل حصة Hynix السوقية إلى 50%

لذا إذا كان لدينا مسار Hynix ADR، فالأفضل أن نستبدل مباشرة بما هو متاح من وحدات Mu لدى اليد.

دمج وتغليف HBM —— CoWos

بعد تجهيز HBM، تأتي مرحلة ربطه بـ GPU. في الأساليب التقليدية، يتم الربط بين شرائح الدوائر ولوحات الدوائر عبر مسارات على لوحات PCB المادية بعد الحفر. لكن عدد خطوط الاتصال بين HBM وGPU ضخم جدًا، ولا يمكن لكثافة دوائر اللوحات العادية أن تصل إلى ذلك المستوى. لذلك فإن TSMC

$TSM

ثم طوّروا نوعًا من التغليف 2.5D اسمه CoWos.

المبدأ هو استخدام آلة الطباعة الحجرية لنقش الدوائر التي تربط HBM وGPU مباشرة على رقاقة سيليكون كبيرة (يمكن جعل الفجوة بين الخطوط 0.8 إلى 2μm)، ثم يتم لحام النوعين من الشرائح معًا مباشرة. بهذه الطريقة يمكن تحقيق عرض نطاق عالٍ مع زمن تأخير منخفض. أجهزة H100 وB200 من إنفيديا تستخدم هذا الأسلوب.

فما هو CoPos إذن؟

ببساطة: حاليًا لوح الرقائق السيليكون غالي جدًا، كما أنه دائري الشكل، بينما الشرائح السائدة في السوق مربعة. لذلك فإن قصّ لوح السيليكون الدائري يضيّع كثيرًا. وهكذا اقترح البعض وضع الشرائح مرتبة على طبقة «لوح RDL» مربعة بدلًا من طبقة السيليكون الوسيطة الدائرية، وذلك لتعزيز توزيع تخطيط الترابطات الكهربائية بين طبقات الموصلات والمواد المختلفة. وبسبب إدخال مواد جديدة مثل الزجاج أو الياقوت، يمكن أن تكون المقاسات مربعة وتمكّن من تغليف عدة شرائح أحجام مختلفة في وقت واحد، مع دعم أكبر للأقنعة (photomasks) وتخفيف مشكلة الانحناء (الالتواء) التي تزداد كلما كبر حجم الشريحة بشكل واضح.

لكن كثافة الوصلات حاليًا أضعف نسبيًا، وما تزال أدوات مستوى اللوحة ومعدلات العائد في مرحلة التطوير والتجريب/الإدخال، وليس مثل CoWoS الذي وصل إلى مستوى النضج والإنتاج الضخم بالكامل.

تركز تقنيات التغليف المتقدمة هذه بشكل أساسي على TSMC $TSM و$AMKR

، وفي 16 يونيو وقّعت هاتان الشركتان أيضًا عقودًا طويلة الأجل لمدة 10 سنوات، ما يثبت أن هذه الطاقة الإنتاجية غير كافية بالفعل.

CoWoS هو الخيار الرئيسي حاليًا (2.5D)، وCoPoS + ركيزة زجاجية هو الاتجاه التالي للأحجام الكبيرة. $TSM من خلال منصة 3DFabric يمكن دمجها بشكل مرن، لتغطية شاملة لاحتياجات التغليف من الذكاء الاصطناعي إلى الأجهزة المحمولة.

حاليًا ما زال هناك فرص كبيرة في اتجاهات مثل معدات الحفر بفتحات TSV واختبار HBM وCoWoS.

تحليل شخصي فقط ولا يُعد نصيحة استثمارية، DYOR～