韩国KAIST Teralab发布HBM内存未来蓝图：从HBM4到HBM8的革新之路

从HBM4到HBM8：韩国KAIST Teralab引领高性能内存的未来革命

　　 6月13日消息，KAIST韩国科学技术院旗下的Teralab研究团队负责人KimJoungho被部分业内人士尊称为“HBM之父”。在本月11日的一场讲座上，他详细展示了从HBM4到HBM8的未来发展路线图。

　　 这位教授指出，随着技术的发展，HBM内存的I/O数量将在HBM5、HBM7、HBM8这三代中实现连续倍增。同时，堆叠层数、单层存储容量以及引脚传输速率都将逐步提升，而键合技术也会从当前的微凸块逐渐转向无凸块的铜对铜直接键合（即混合键合）。这一系列演进不仅展示了HBM技术的进步趋势，也意味着其功耗与发热量将进一步增加，从而对散热设计提出更高要求。 在我看来，这种技术迭代反映了半导体行业追求高性能与高集成度的决心。从HBM到HBM5、HBM7乃至HBM8，每一次升级都不仅仅是参数上的简单提升，更体现了设计者在架构优化、材料应用以及工艺改进方面的不懈努力。然而，伴随性能飞跃而来的发热问题也不容忽视。如何平衡性能与功耗将成为未来研发的关键挑战之一。同时，这种趋势也提醒我们，在关注技术创新的同时，还需同步推进散热解决方案的突破，以确保新技术能够真正落地并服务于实际应用场景。

　　 Kim Joungho 还分享了他认为的未来几代 HBM 内存技术重点：

　　 传统的HBM堆栈通常只包含定制设计的DRAM芯片，而在最新的HBM系统中，HBM Base Die有望集成LPDDR控制器，这为HBM存储系统引入了一个新的层级。这种创新不仅能够有效利用传统模式下未被充分利用的容量和带宽资源，还可能进一步提升系统的整体性能。从行业发展的角度来看，这一技术进步无疑是一个重要的突破，它不仅丰富了HBM的应用场景，还可能降低系统的复杂性与成本。对于高性能计算和图形处理等领域而言，这意味着更高效的内存解决方案，有助于推动相关技术的进一步发展。同时，这也反映了半导体行业在追求更高效率和更优性能上的不懈努力。未来，随着这类技术的普及，我们有理由期待看到更多创新性的产品和应用出现。

　　 在HBM5时代，存储堆栈很可能集成NMC近内存计算模块。这一变化能够减少HBM与AIxPU之间的数据传输带宽需求，增强计算任务的本地化处理能力，从而优化系统的整体性能和能效表现。

　　 当前的HBM技术采用的是一个BaseDie搭配一个DRAM堆栈的单塔结构，而预计在HBM6阶段，将会以一个大型的BaseDie匹配两个DRAM堆栈，从而实现双塔的物理形态；与此同时，NMC单元也将被安置在堆栈的底部。

　　 另一方面，当前的xPU-HBM2.5D封装技术依赖于硅中介层或硅桥进行连接，这种设计在一定程度上制约了超大型芯片复合体的扩展潜力。而采用玻璃基板构建硅-玻璃复合中介层，则能够更好地实现多个GPU模块的一体化整合。

　　 对于 HBM7 而言，两大重点则是由 HBM 和 HBF 等构成的多级存储系统，以及通过在 DRAM 堆栈中嵌入多功能桥片改善信号和添加额外功能。

　　 此外，HBM7在设计上的一大亮点是引入了嵌入式冷却系统，这无疑是对高性能芯片散热难题的一次重要突破。随着技术的发展，芯片性能的提升带来了更强的计算能力，但随之而来的发热问题也愈发突出。这种嵌入式冷却系统的应用，不仅能够有效降低芯片温度，还能显著提高运行稳定性，为未来的高性能计算提供了新的解决方案。 我个人认为，这一创新标志着半导体行业在解决高功耗与散热矛盾方面迈出了坚实的一步。嵌入式冷却技术的应用不仅仅局限于提升单一产品的性能，它还可能带动整个产业链的技术升级。对于消费者而言，这意味着未来可以期待更高效、更耐用的产品。同时，这也提醒我们，在追求技术创新的同时，如何平衡性能与能耗依然是需要持续关注的重要课题。

　　 Kim Joungho在其关于HBM8的展望中提到，未来的芯片复合体将不再局限于单一面板的设计，而是会充分利用封装的两面来容纳HBM内存，甚至进一步扩展到背面作为存储空间的补充。此外，他还强调了散热系统与芯片设计的高度整合，这无疑是对现有技术的一大突破。这一设想让我对半导体行业的未来发展充满期待。随着技术的不断进步，如何更高效地利用空间和提升性能将成为行业关注的重点。这种创新思路不仅能推动硬件性能的飞跃，还可能带来成本效益的优化，为用户带来更多实惠的产品选择。我相信，在不久的将来，这样的设计理念将会成为行业发展的新标杆。