JEDEC通過SPHBM4封裝標(biāo)準(zhǔn):信號(hào)引腳減至1/4、單通道速率提升4倍、HBM4成本壁壘被打破
關(guān)鍵詞: SPHBM4 HBM 標(biāo)準(zhǔn)封裝 AI存儲(chǔ) 玻璃基板
現(xiàn)如今,高帶寬存儲(chǔ)器(HBM)已成為AI加速器的標(biāo)準(zhǔn)配置。從NVIDIA H200到AMD MI400,多數(shù)新款A(yù)I芯片均搭載HBM,頭部廠商的HBM4E也已進(jìn)入送樣測(cè)試階段。與此同時(shí),HBM產(chǎn)業(yè)面臨兩個(gè)制約因素:高階DRAM晶圓供給持續(xù)緊缺,以及先進(jìn)封裝工藝復(fù)雜、成本居高不下,二者共同限制了HBM向更廣泛場(chǎng)景的滲透。
近日,全球半導(dǎo)體存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化組織JEDEC正式批準(zhǔn)SPHBM4標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)JEDEC DRAM小組委員會(huì)(JC-42.2)的說明,該標(biāo)準(zhǔn)旨在不依賴昂貴先進(jìn)封裝的前提下,為HBM級(jí)別的帶寬性能提供替代路徑。
三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)調(diào)整
SPHBM4中的“SP”代表Standard Package(標(biāo)準(zhǔn)封裝)。對(duì)此,JEDEC給出的技術(shù)邏輯是:以更高的信號(hào)速率彌補(bǔ)更少的信號(hào)引腳,從而在標(biāo)準(zhǔn)封裝條件下維持HBM級(jí)帶寬。
信號(hào)引腳方面,傳統(tǒng)HBM4方案使用2048個(gè)信號(hào)引腳,SPHBM4將數(shù)據(jù)信號(hào)引腳壓縮至512個(gè)(減少幅度約75%),通過4:1串行化(serialization)技術(shù)維持帶寬。引腳數(shù)量的大幅削減降低了封裝基板的布線密度要求,使通用標(biāo)準(zhǔn)封裝成為可能。
信號(hào)速率方面,SPHBM4 DRAM每個(gè)通道接口均配備一條16位數(shù)據(jù)總線,以雙倍數(shù)據(jù)速率(DDR)運(yùn)行,其速度是相應(yīng)HBM4通道(64位數(shù)據(jù))的四倍。
互連間距方面,存儲(chǔ)芯片與計(jì)算芯片之間的連接距離被調(diào)整至20毫米。這一改動(dòng)旨在改善封裝內(nèi)部的散熱條件,因?yàn)樵诿芏容^高的先進(jìn)封裝方案中,散熱始終是制約性能持續(xù)輸出的因素之一。
JEDEC指出,上述三項(xiàng)調(diào)整使SPHBM4能夠在標(biāo)準(zhǔn)基板上實(shí)現(xiàn)HBM等級(jí)帶寬。
成本與供給:標(biāo)準(zhǔn)落地的現(xiàn)實(shí)動(dòng)因
HBM的價(jià)格壓力主要來(lái)自先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)。HBM4需將多層DRAM die通過硅通孔(TSV)堆疊后與邏輯die進(jìn)行密集互連,對(duì)封裝精度、熱管理和良率的要求較高,封裝成本在整體物料清單(BOM)中的占比較大。對(duì)于希望搭載HBM但難以承受旗艦級(jí)先進(jìn)封裝成本的中高端芯片,SPHBM4提供了一個(gè)替代選項(xiàng)。
在供給端,SPHBM4的推出也與業(yè)界對(duì)高性能存儲(chǔ)短缺的擔(dān)憂有關(guān)。此前包括HBF(High Bandwidth Flash)在內(nèi)的多種技術(shù)方案被納入討論,試圖從不同角度規(guī)避HBM的成本與封裝限制。截至2026年6月,這些替代方案均未進(jìn)入商業(yè)化階段。相比之下,SPHBM4已經(jīng)通過JEDEC正式認(rèn)證。
與玻璃基板技術(shù)的潛在協(xié)同
SPHBM4降低了對(duì)先進(jìn)封裝基板的要求,引發(fā)業(yè)內(nèi)對(duì)其與玻璃基板技術(shù)適配性的討論。玻璃基板在熱穩(wěn)定性、平整度和精細(xì)布線能力方面優(yōu)于傳統(tǒng)有機(jī)基板,被認(rèn)為是未來(lái)大尺寸封裝的可能載體。
部分行業(yè)分析機(jī)構(gòu)認(rèn)為,如果玻璃基板在未來(lái)幾年進(jìn)入試產(chǎn)、并于2030年前后實(shí)現(xiàn)規(guī)模化商用,SPHBM4或成為在大型封裝中以較低成本集成HBM級(jí)內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)之一。兩者并非互為前提,但在技術(shù)特性上存在協(xié)同空間。
但目前,玻璃基板商業(yè)化進(jìn)程存在不確定性,行業(yè)普遍預(yù)計(jì)2027年后逐步進(jìn)入試產(chǎn)階段,規(guī)模化商用時(shí)間可能延后至2030年以后。
產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤娣较?/strong>
SPHBM4標(biāo)準(zhǔn)的通過引發(fā)了市場(chǎng)對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)注。
從傳輸速率角度,信號(hào)頻率提升對(duì)封裝基板材料和互連設(shè)計(jì)提出了更高要求,相關(guān)材料供應(yīng)商和高速互連IP廠商受到關(guān)注。從封裝路徑角度,標(biāo)準(zhǔn)封裝的通用性可能使更多OSAT(外包半導(dǎo)體封裝測(cè)試)廠商具備參與HBM封裝的資格。
此外,SPHBM4對(duì)玻璃基板的潛在拉動(dòng)效應(yīng),也使玻璃基板供應(yīng)商受到市場(chǎng)關(guān)注。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院等機(jī)構(gòu)在相關(guān)評(píng)論中指出,SPHBM4的推出正逢AI基礎(chǔ)設(shè)施投資加速、HBM產(chǎn)能缺口尚未彌合的窗口期,任何降低HBM部署門檻的技術(shù)變革都可能影響AI算力芯片的價(jià)值分配格局。
當(dāng)然,值得注意的是,JEDEC標(biāo)準(zhǔn)在開發(fā)過程中及之后可能會(huì)發(fā)生變化,包括被JEDEC董事會(huì)否決。同時(shí),SPHBM4的實(shí)際落地取決于存儲(chǔ)企業(yè)是否推出相關(guān)產(chǎn)品,以及AI半導(dǎo)體生態(tài)企業(yè)是否采用。
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