海力士高頻寬存儲器封裝揭密

　　過去幾個月來，TechInsights的拆解團隊一直在尋找海力士(Hynix)的高頻寬記憶體(HBM)，最近終于取得了這款據稱可克服DDR4/DDR5型SDRAM頻寬限制的記憶體。

　　海力士的高頻寬記憶體(HBM)很新，而且能夠克服DDR4型SDRAM的頻寬限制，甚至達到某種程度的DDR5型記憶體頻寬。該技術堆疊了四個DRAM晶片以及一個邏輯晶片，一片一片地堆疊起來，并利用矽穿孔(TSV)與微凸塊接合實現晶片至晶片間連接。

　　圖1顯示四個DRAM晶片與一個邏輯晶片堆疊并固定至中介層晶片。該中介層作為布線層，用于連接DRAM至處理器，并連接該處理器至下層封裝基板。

　　圖1：HBM模組橫截面示意圖

　　(來源：AMD HBM資料、TechInsights)

　　圖2：采用TSV的三星DDR 4

　　(來源：三星DDR4封裝分析，TechInsights)

　　為了追求更高性能，AMD尋求與海力士在其最新系列繪圖卡方面的合作，其中一部包含GDDR5記憶體，其他系列則使用了海力士的高頻寬記憶體。

　　圖3標示Radeon的金屬盒內包含采用海力士HBM的AMD Fury X GPU。右側軟管為GPU提供冷卻液體至散熱風扇，而金屬盒中的軟管部份連接至固定在GPU與HBM晶片側面的熱交換器單元。

　　圖3：AMD Radeon Fury X

　　(來源：TechInsights)

　　圖4顯示移除頂蓋露出熱交換器(COOLER MASTER)及兩條冷卻軟管的GPU單元。GPU與HBM晶片就位于此熱交換器下方，如圖5所示。Cooler Master看來似乎包含了一個機械式泵，顯示這是一個液體冷卻系統，就像我們在汽車中看到的散熱器一樣。

　　圖4：移除頂蓋露出熱交換器的GPU單元

　　(來源：TechInsights)

　　圖5：移除熱交換器的GPU單元

　　(來源：TechInsights)

　　一大塊的23mm x 27mm GPU晶片就安裝在中介層中央，而四個HBM記憶體則安裝在兩側。接著，再以凸塊接合將中介層連接至底層的封裝基板上。

　　圍繞在GPU/HBM組裝外的金屬框為熱交換器提供機械支撐，而GPU與HBM晶片背側也與該金屬框共平面。由于HBM模組包含四個堆疊晶片，猜測在其組裝于HBM模組以前，已經先被大幅地削薄了。

　　圖6：GPU/HBM封裝

　　(來源：海力士HBM封裝分析，TechInsights)

　　為了一窺GPU/HBM封裝中的奧妙，目前在Techinsights的實驗室中正忙著拆解這款GPU/HBM封裝。未來將有進一步的更新。