台积电扩产特殊工艺,为HBM4做好准备

芯有芯的小事 2024-05-18 22:02:45

在 HBM4 内存带来的几个主要变化中,最直接的变化之一是内存接口的绝对宽度。随着第四代内存标准从已经很宽的 1024 位接口转向超宽的 2048 位接口,HBM4 内存堆栈将不再像往常一样工作;芯片制造商将需要采用比现在更先进的封装方法来容纳更宽的内存。

台积电特殊工艺产能扩产50%

随着德国和日本的新工厂全部建成,以及中国产能的扩张,台积电计划到 2027 年将其特种技术产能扩大 50%。该公司在欧洲技术研讨会上透露本周,台积电预计不仅需要转换现有产能以满足特殊工艺的需求,甚至还需要为此目的建造新的(绿地)晶圆厂空间。这一需求的主要驱动力之一将是台积电的下一个专用节点:N4e,一个 4 纳米级超低功耗生产节点。

“过去,我们总是对即将建成的晶圆厂进行审查阶段,但在台积电很长一段时间以来,我们第一次开始建设绿地晶圆厂,以满足未来的专业技术要求,”台积电业务发展和海外运营办公室高级副总裁Kevin Zhang博士出席活动时候说。“在未来四到五年内,我们的专业产能实际上将增长 1.5 倍。通过这样做,我们实际上扩大了制造网络的覆盖范围,以提高整个晶圆厂供应链的弹性。”

除了 N5 和 N3E 等著名的主要逻辑节点之外,台积电还为功率半导体、混合模拟 I/O 和超低功耗应用(例如物联网)等应用提供一套专用节点。这些通常基于该公司的落后制造工艺,但无论底层技术如何,这些节点的容量需求都随着台积电主要逻辑节点的需求而增长。所有这些都要求台积电重新评估他们如何规划其专业节点的容量。

台积电近年来的扩张战略追求几个目标。其中之一是在台湾以外建立新的晶圆厂;另一个是普遍扩大产能,以满足未来对所有类型工艺技术的需求——这就是该公司正在建设专业节点产能的原因。

目前,台积电最先进的专用节点是N6e,是N7/N6的变体,支持0.4V至0.9V之间的工作电压。对于 N4e,台积电正在考虑低于 0.4V 的电压。尽管目前台积电并未透露太多计划节点的技术细节;考虑到该公司在这里的历史,我们预计一旦新流程准备就绪,他们明年将有更多的话题可以讨论。

HBM 4,迎来革命性改变

HBM 的当前 1024 位内存接口被设计为宽但慢的内存技术,具有以相对适中的时钟速度运行的超宽接口,已成为该技术的一个决定性特征。与此同时,为了不断提高内存带宽,其适度的时钟速度变得越来越不那么适度。到目前为止,这种方法一直有效,但随着时钟速度的提高,高度并行内存面临着与 GDDR 和其他高度串行内存技术相同的信号完整性和能效问题的风险。

因此,对于下一代技术,组织者正在考虑再次加宽,将 HBM内存接口的宽度进一步扩展至 2048 位。而且,出于多种技术原因,他们打算再不增加 HBM 内存堆栈占用空间的情况下实现这一目标,从而实质上使下一代 HBM 内存的互连密度加倍。最终结果将是一种具有比当今 HBM 更宽的内存总线的内存技术,为内存和设备供应商提供了进一步提高带宽而无需进一步提高时钟速度的空间。

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