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矽穿孔(TSV)如何驅動3D IC垂直堆疊?HBM3E、imec與Amkor的技術實踐

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EffectStory 編輯部編輯部
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矽穿孔(TSV)是3D IC垂直堆疊的核心技術,三星電子以此在HBM3E做到12層24Gb DRAM堆疊、9.8Gbps接腳速率與1,250GB/s頻寬;imec同時將混合鍵合互連間距推進至2µm,Amkor則以邏輯晶片與HBM近距互連的封裝方案落地應用。

什麼是矽穿孔(TSV)與3D IC的基礎原理?

Lam Research指出,矽穿孔(TSV)是貫穿晶粒或晶圓、於其中建立電氣連接的垂直結構CITE:E1。imec表示,將積體電路做三維垂直堆疊,是進一步延伸IC微縮的方式之一CITE:E2

HBM3E如何利用TSV技術實現垂直堆疊與效能提升?

三星電子表示,HBM3E以矽穿孔(TSV)技術垂直堆疊12層24Gb DRAM晶片,每層容量達36GBCITE:E3。三星電子並指出,HBM3E每接腳資料速率可達9.8Gbps,整體效能速度達1,250GB/sCITE:E4

先進互連技術如何實現更高密度的晶粒整合?

imec表示,其晶粒對晶圓混合鍵合技術正將互連間距微縮至2µm,並具備高精度取放能力CITE:E5。這項技術與TSV垂直堆疊互為補充,共同指向更短的晶粒間互連路徑CITE:E1CITE:E5

業界封裝方案如何整合邏輯與記憶體達成近距離互連?

Amkor Technology表示,其封裝方案透過將邏輯晶片與高頻寬記憶體(High Bandwidth Memory,HBM)近距離互連來達成效能CITE:E6。此封裝策略見於Amkor於2024年5月25日發布的技術說明CITE:E6

關鍵數字對照

項目數值證據
HBM3E堆疊層數12層CITE:E3
單顆DRAM容量24GbCITE:E3
HBM3E每層容量36GBCITE:E3
每接腳資料速率9.8GbpsCITE:E4
整體頻寬速度1,250GB/sCITE:E4
imec混合鍵合互連間距2µmCITE:E5

這代表什麼

TSV作為貫穿晶粒的垂直導電結構CITE:E1,是3D垂直堆疊延伸IC微縮的基礎CITE:E2;三星電子以此在HBM3E實現12層24Gb DRAM堆疊、每層36GB容量、9.8Gbps接腳速率與1,250GB/s頻寬CITE:E3CITE:E4。同一時間,imec把互連間距推進至2µm的混合鍵合CITE:E5,Amkor則以邏輯晶片與HBM近距互連的封裝方案落地CITE:E6,顯示從晶粒堆疊到封裝整合的多個環節,都朝更短互連路徑的方向推進。

📊 證據與數據

常見問題

什麼是矽穿孔(TSV)與3D IC的基礎原理?

Lam Research指出,矽穿孔(TSV)是貫穿晶粒或晶圓、於其中建立電氣連接的垂直結構CITE:E1。imec表示,將積體電路做三維垂直堆疊,是進一步延伸IC微縮的方式之一CITE:E2。

HBM3E如何利用TSV技術實現垂直堆疊與效能提升?

三星電子表示,HBM3E以矽穿孔(TSV)技術垂直堆疊12層24Gb DRAM晶片,每層容量達36GBCITE:E3。三星電子並指出,HBM3E每接腳資料速率可達9.8Gbps,整體效能速度達1,250GB/sCITE:E4。

先進互連技術如何實現更高密度的晶粒整合?

imec表示,其晶粒對晶圓混合鍵合技術正將互連間距微縮至2µm,並具備高精度取放能力CITE:E5。這項技術與TSV垂直堆疊互為補充,共同指向更短的晶粒間互連路徑CITE:E1CITE:E5。

業界封裝方案如何整合邏輯與記憶體達成近距離互連?

Amkor Technology表示,其封裝方案透過將邏輯晶片與高頻寬記憶體(High Bandwidth Memory,HBM)近距離互連來達成效能CITE:E6。此封裝策略見於Amkor於2024年5月25日發布的技術說明CITE:E6。

📎 資料來源

  1. lamresearch.com
  2. imec-int.com
  3. semiconductor.samsung.com
  4. amkor.com

延伸數據

作者觀點EffectStory 編輯部

TSV垂直堆疊與混合鍵合是同一條技術路徑的兩端:HBM3E以12層24Gb DRAM堆疊達到9.8Gbps、1,250GB/s,證明TSV可支撐高層數量產;imec把互連間距壓到2µm,指向下一步密度天花板。Amkor將邏輯晶片與HBM近距互連,顯示業界已從單一晶粒微縮轉向系統級整合。值得追蹤的指標是:未來世代HBM堆疊層數是否突破12層、混合鍵合間距是否低於2µm。

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EffectStory 編輯部編輯部

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