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HBM高带宽存储封装的热管理挑战与优化.docx
资料介绍
HBM高带宽存储封装的热管理挑战与优化
一、引言
HBM高带宽存储器是AI芯片的核心存储方案,通过3D堆叠技术将多层DRAM芯片垂直堆叠,功率密度高,散热难度大。HBM封装的热管理直接影响AI芯片的性能和可靠性,HBM堆叠的散热优化是当前先进封装热管理的研究热点。
二、HBM的热源分析
2.1 DRAM芯片的功耗
HBM中每层DRAM芯片的功耗约数瓦,12层堆叠的总功耗可达数十瓦。
2.2 热点的分布
HBM中的热点分布在DRAM芯片的读写电路区域,热点热流密度远高于芯片的平均热流密度。
三、HBM封装的散热挑战
3.1 堆叠结构的热阻
HBM中多层DRAM芯片堆叠,热量需要穿过多层芯片和键合层才能到达散热器,散热路径长,热阻大。
3.2 与逻辑芯片的热耦合
HBM通过2.5D封装与GPU或CPU集成,HBM和逻辑芯片之间的热耦合导致温度相互影响。
四、HBM散热优化方案
4.1 iHBM技术
SK海力士推出的iHBM技术通过重构热传导路径与界面材料,在维持原有封装架构不变的前提下显著优化散热能力,使热阻降低超过30%。
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