HBM: Kết nối tiếp theo... Nơi áp dụng chiến lược bán dẫn Hàn Quốc

Cạnh tranh về hiệu suất của các chip bán dẫn trí tuệ nhân tạo (AI) đang mở rộng từ việc tạo ra logic nhanh hơn và bộ nhớ băng thông cao (HBM) đến việc kết nối chúng gần nhau hơn. Điều này xảy ra do khả năng tính toán AI ngày càng cao, dẫn đến tốc độ lưu trữ và di chuyển dữ liệu trở thành yếu tố hạn chế hiệu suất hệ thống, được gọi là 'rào cản bộ nhớ'. Trong ngành công nghiệp bán dẫn Hàn Quốc, nơi dẫn đầu HBM, khả năng đóng gói tiên tiến kết nối logic và bộ nhớ đang nổi lên như một yếu tố cạnh tranh thế hệ tiếp theo bên cạnh hiệu suất bộ nhớ.

Tại buổi họp báo về 'DRAM và đóng gói tiên tiến cho thời đại AI' diễn ra vào ngày 31 tháng 8 năm 2026 tại Trung tâm Oakwood Premier Coex ở Seoul, Mukunth Srinivasan, Phó Chủ tịch Tập đoàn Applied Materials, đã chỉ ra rằng hiệu quả năng lượng là một trong những vấn đề chính của chip bán dẫn AI. Ông phân loại chip bán dẫn AI thành logic, bộ nhớ và đóng gói kết nối chúng, đồng thời nhấn mạnh rằng "trong đóng gói, logic và bộ nhớ cần phải được đặt rất gần nhau".

Khi logic phát triển theo cấu trúc ba chiều như Gate-All-Around (GAA) và bộ nhớ tiến hóa thành HBM với DRAM xếp chồng theo chiều dọc, đóng gói cũng đang được nâng cấp từ cấu trúc 2.5D lên 3D. Ông Srinivasan đã chỉ ra rằng các yêu cầu chính cho DRAM thế hệ tiếp theo bao gồm tốc độ, độ trễ và băng thông. Việc tăng mật độ đầu vào/đầu ra và giảm khoảng cách giữa logic và bộ nhớ sẽ giúp giảm thời gian và năng lượng cần thiết cho việc di chuyển dữ liệu.

Công nghệ xếp chồng HBM cũng đang tiến hóa theo hướng tương tự. Hiện tại, phương pháp kết nối DRAM chủ yếu sử dụng vi mạch micro-bump, nhưng khi số lượng lớp tăng lên, khoảng cách giữa các điểm tiếp xúc và chip cần phải giảm. Ông Srinivasan cho biết: "Để nâng cao hiệu quả năng lượng của HBM trong khi vẫn mở rộng quy mô, cần phải chuyển từ xếp chồng dựa trên micro-bump sang kết nối lai". Kết nối lai là công nghệ giúp giảm khoảng cách giữa các chip, nâng cao hiệu suất nhiệt và mật độ tích hợp, đồng thời cải thiện độ trễ và băng thông.
 
Tuy nhiên, thời điểm HBM áp dụng kết nối lai một cách chính thức vẫn còn chưa rõ ràng. Trong phần hỏi đáp, ông Srinivasan đã đánh giá kết nối lai là công nghệ tiềm năng cho HBM, nhưng thời điểm áp dụng cụ thể là "vấn đề mà khách hàng sẽ quyết định". Ông dự đoán rằng các vấn đề kỹ thuật sẽ được giải quyết, mặc dù công nghệ mới sẽ trải qua một quá trình học tập nhất định.

Sự thay đổi này cũng đặt ra thách thức mới cho Samsung Electronics và SK Hynix, những công ty dẫn đầu thị trường HBM. Park Kwang-seon, Giám đốc điều hành Applied Materials Korea, cho biết: "Trong số ba công ty sản xuất bộ nhớ tiên tiến, hai công ty nằm ở Hàn Quốc, và điều này đang được bổ sung bởi đóng gói và logic tiên tiến". Ông đánh giá rằng tầm quan trọng chiến lược của Hàn Quốc sẽ tiếp tục gia tăng. Ông nói: "Chúng tôi đang thảo luận nhiều về cách phát triển và áp dụng công nghệ đóng gói kết nối chip một cách nhanh chóng".

Cách thức phát triển công nghệ cũng đang thay đổi. Theo ông Srinivasan, logic tiên tiến trải qua hơn 2.000 bước quy trình và bộ nhớ cũng cần hơn 1.200 bước. Ông nhấn mạnh rằng việc tối ưu hóa đồng thời vật liệu, quy trình và đo lường thông qua 'tối ưu hóa chung' quan trọng hơn là cải thiện từng quy trình riêng lẻ.

Để thực hiện điều này, Applied Materials đang xây dựng 'Trung tâm EPIC' tại Silicon Valley, Mỹ. Mục tiêu là giảm thời gian thương mại hóa bằng cách hợp tác với khách hàng và các nhà cung cấp thiết bị và vật liệu từ giai đoạn phát triển công nghệ ban đầu đến áp dụng sản xuất. Samsung Electronics và SK Hynix cũng tham gia như các đối tác tài trợ. Ông Park cho biết họ sẽ kết nối công nghệ ban đầu phát triển tại Trung tâm EPIC ở Mỹ với trung tâm hợp tác đang được xây dựng trong nước để thúc đẩy nhanh chóng việc thương mại hóa sản phẩm của các khách hàng trong nước.



* Bài viết này được dịch tự động bằng AI.

• #Áp dụng
• #Kết nối lai
• #HBM