关于高带宽存储器的竞逐赛已悄然打响

cslehe

#111723#巨子之间的竞争从未曾停歇。在内存范畴，一场对于HBM（High Bandwidth Memory，高带宽存储器）的竞逐赛已悄悄打响。
从2D到3D DRAM之“反动”
作为存储器市场的主要构成部份，DRAM技巧一直地进级衍生。比年来，犹如闪存从2D NAND向3D NAND开展一样，DRAM也正在从2D向3D技巧开展，此中HBM为重要代表产物。
据懂得，HBM重要是通过硅通孔（Through Silicon Via， 简称“TSV”）技巧停止芯片重叠，以增添吞吐量并战胜单一封装内带宽的限度，将数个DRAM裸片像摩天大厦中的楼层一样垂直重叠，裸片之间用TVS技巧衔接。
“TSV——在DRAM芯片上搭上数千个轻微孔并通过垂直贯穿的电极衔接高低芯片的技巧。该技巧在缓冲芯片（buffer chip）大将数个DRAM芯片重叠起来，并通过贯穿全部芯片层的柱状通道传输信号、指令、电流。相较传统封装方法，该技巧可能缩减30%体积，并下降50%能耗。”HBM的重要供给商SK海力士在其消息稿中如斯先容。


从技巧角度看，HBM使得DRAM从传统2D改变为平面3D，充足应用空间、缩小面积，正符合半导体行业小型化、集成化的开展趋向。HBM冲破了内存容量与带宽瓶颈，被视为新一代DRAM处理计划，业界以为这是DRAM通过存储器档次构造的多样化开拓一条新的途径，反动性晋升DRAM的机能。
美光新入局 三巨子齐争霸
在HBM的出生与开展进程中，AMD和SK海力士堪称功弗成没。据懂得，最早是AMD认识到DDR的范围性并发生开辟重叠内存的主意，厥后其与SK海力士联手研发HBM；2013年，SK海力士将TSV技巧利用于DRAM，在业界初次胜利研收回HBM；2015年，AMD在Fury系列显卡上初次商用第一代HBM技巧。
第一代HBM面世商用后，SK海力士与三星即开端了一场你追我赶的比赛。
2016年1月，三星发布开端批量出产4GB HBM2 DRAM，同时表现将在统一年内出产8GB HBM2 DRAM封装，随后于2017年7月发布减产8GB HBM2；2017年下半年，被三星厥后者居上的SK海力士亦开端量产HBM2；2018年1月，三星发布开端量产第二代8GB HBM2“Aquabolt”。
近两年来，SK海力士和三星均开端减速规划HBM。2019年8月，SK海力士发布胜利研收回新一代“HBM2E”，并于往年7月发布开端量产；2020年2月，三星正式发布推出其16GB HBM2E产物“Flashbolt”，事先表现将在往年上半年开端量产。
依据三星官方先容，其16GB HBM2E Flashbolt通过垂直重叠八层10纳米级16千兆比特（GB）DRAM晶片，可能供给高达410千兆比特/秒（GB/s）的出色内存带宽级别和每引脚3.2 GB/s的数据传输速率。
SK海力士方面表现，其HBM2E以每个引脚3.6Gbps的处置速率，每秒能处置超越460GB的数据，包括1024个数据I/O（输入/输出）；通过TSV技巧垂直重叠8个16GB芯片，其HBM2E单颗容量16GB。
至此，SK海力士与三星的步调均离开了量产HBM2E。据SK海力士7月在其消息稿中流露，当初恰是走向HBM3的时间了，现在JEDEC在探讨制订HBM3产物的尺度。
竞逐赛仍在持续，值得一提的是，往年另一家存储器巨子美光亦发布参加到这一赛场中来。
据报导，往年3月美光在其财报电话集会上表现，往年晚些时间将推出其首款HBM DRAM计划。报导还称，美光的HBM2E打算将在2020下半年上市，并估计美光HBMNext将在2022年面世，HBMNext可能是HBM2E技巧的进级版本。
TrendForce集邦征询宣布的2020第二季度寰球DRAM厂自有品牌内存营收排名表现，三星、SK海力士、美光顺次位列前三，盘踞了DRAM超越90%市场份额。跟着美光的参加，HBM赛场集齐三大DRAM巨子，重要玩家从本来的两强鏖战酿成三雄争霸之格式。
也许，这一场竞逐赛才刚刚开端。
高低游厂商发力 抢占先机
在存储巨子们剧烈比赛的同时，高低游厂商亦在踊跃规划。
如客户方面，AMD和英伟达两大显卡厂商已屡次在其产物上采取HBM DRAM。AMD现在联袂SK海力士研发HBM，并在其Fury显卡采取寰球首款HBM；2017年AMD旗下Vega显卡应用HBM 2，再如2019年AMD Radeon VII显卡搭载的亦为HBM2。
往年年终，媒体暴光AMD下一代显卡将采取HBM2E，不外其往年10月宣布的Radeon RX 6900 XT并未搭载，但基于SK海力士与三星均已量产HBM2E，也许AMD的产物亦已在路上。
英伟达对HBM的热忱不逊于AMD。2016年，英伟达宣布其首个采取帕斯卡架构的显卡Tesla P100，这款产物搭载HBM2并于2017年4月开端供货，包含前面的Tesla V100也采取了HBM2；另外，2017年终英伟达宣布的Quadro系列专业卡中的旗舰GP100亦采取了HBM2。往年5月，英伟达推出Tesla A100盘算卡，也搭载了容量40GB HBM2。
英特尔也曾在其产物上集成HBM。2017年12月，英特尔宣布了寰球首款集成HBM2显存的FPGA（现场可编程阵列）芯片“Strtix 10 MX”，可供给高达512GB/s的带宽，比拟于自力DDR2显存晋升了10倍。
值得一提的是，晶圆代工场商包含如台积电、格芯等也在发力HBM相干技巧。
往年3月，台积电发布与与博通配合强化CoWoS平台，该平台技巧常用于HBM的整合封装，新一代CoWoS技巧可能包容多个逻辑体系单芯片以及多达6个HBM，供给高达96GB的存储容量。
前未几，业内新闻称台积电将量产其第六代CoWoS技巧，可在单个封装内集成12颗HBM。
2019年11月，格芯与SiFive也发布独特开辟基于12LP / 12LP+ FinFET工艺的HBM2E。据先容，SiFive基于格芯12LP平台和12LP+处理计划的可定制HBM接口将实现高带宽存储轻松集成到单个片上体系（SoC）处理计划中。
存储巨子接踵入局、高低游厂商发力，HBM遭到越来越多的存眷与青眼，有人乃至以为HBM将来将代替DDR。现在而言，DDR仍为DRAM市场主流产物，HBM市场占比拟低，亦仍有待进一步晋升技巧、下降本钱，但跟着5G时期到来，HBM将来或将大有所为。   义务编纂:tzh
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