SK海力士在巩固其面向AI的存储器领域领导地位方面,HBM1无疑发挥了决定性作用。无论是率先开发出全球首款最高性能的HBM,还是确立并保持其在面向AI的存储器市场的领先地位,这些成就的背后皆源于SK海力士秉持的“一个团队”协作精神(One Team Spirit)。
1高带宽存储器(HBM, High Bandwidth Memory):一种高附加值、高性能存储器,通过垂直互联多个DRAM芯片, 与DRAM相比可显著提升数据处理速度。HBM DRAM产品以HBM(第一代)、HBM2(第二代)、HBM2E(第三代)、HBM3(第四代)、HBM3E(第五代)、HBM4(第六代)的顺序开发。
本系列第二篇文章,将回顾全体成员齐心协力推动HBM技术创新的驱动力——“一个团队”协作精神的闪耀时刻,并深入探讨HBM背后的成功、失败,以及团队合作带来的成果。
16年专注于HBM研发

这场技术革命的起点可追溯至21世纪初期兴起的TSV2(硅通孔技术)。作为实现HBM、突破储存器性能局限与制程工艺微细化限制的关键技术,TSV备受业界关注。然而,由于支持该项技术的基础设施建设难度高且投资回报难以预测,当时没有企业敢于率先投入开发。当整个行业都在权衡投资潜力和追求稳定的十字路口观望时,SK海力士率先采取了行动。公司前瞻性地预判了TSV与晶圆级封装3(WLP)等后端工艺技术的颠覆性潜力,并于2009年前后启动了相关研发,由此开启了长达16年的技术攻坚之路。
2硅通孔技术(TSV, Through Silicon Via):一种在DRAM芯片上钻数千个细孔,通过垂直穿透电极连接芯片上下两层的互联技术。
3晶圆级封装(WLP, Wafer-Level Package): 在传统封装工艺中,晶圆被切割成芯片后再进行封装。而这项技术则是在晶圆级别时就完成封装,并制造最终产品。
TSV技术的正式应用始于2013年。这一时期,市场对与GPU(图形处理器)协同使用的近内存4(Near Memory)解决方案的需求逐渐显现。基于此,公司通过整合TSV和WLP技术,成功研发出全球首款HBM(第一代)。然而,首次尝试并未取得预期成果,无关成功与否,而是时机未到。当时的HPC(高性能计算)市场尚未成熟,不足以支撑HBM成为主流技术。受限于市场环境,HBM的开发一度遭遇瓶颈,其开发部门甚至也被贴上了“边缘”的标签,市场对HBM技术的期待也开始逐步下降。
4近内存(Near-memory):靠近计算设备(处理器)的存储器,可提升数据处理速度。
尽管如此,SK海力士从未放弃,因为公司坚信:“HPC时代即将到来,届时能够提供顶尖产品的公司将占据市场先机”。 此外,公司在过往发展中积累的核心技术实力,也成为继续推进HBM项目的重要支撑。因此,团队成员以“开发最高性能的HBM”为共同目标,再次凝聚力量,全力以赴投入研发工作。
2020年,市场格局终于发生了根本性转变。凭借对HBM2E(第三代)和HBM3(第四代)的持续投入,公司在AI时代来临之际成功实现了战略逆转。这一转变得益于AI和HPC需求的增长,以及HBM市场的爆发式扩张所带来的契机。凭借持续积累的技术优势,SK海力士迅速提升市场份额,一举跃居HBM市场第一。这一成就不仅体现了2009以来公司对行业趋势的精准洞察与坚定执行力,更是前道工序团队(负责DRAM产品研发)与后道封装团队(负责包括TSV等封装技术)紧密协作、秉持“一个团队”协作精神的理念共同努力的结果。
全球最强HBM3E,化不可能为可能的团队力量

凭借HBM2E确立HBM技术主导地位仅是一个开端。2021年,SK海力士通过每秒可处理819GB(千兆字节)数据的HBM3,进一步验证了其技术领先性,并逐步稳固了市场第一的地位。特别是在DRAM芯片堆叠层数的持续创新方面,公司不断刷新最高容量纪录。2023年4月,SK海力士成功推出36GB的12层堆叠HBM3,这标志着在技术突破上迈出了重要一步。
2023年8月,SK海力士正式发布HBM3E(第五代),再次引发业界的广泛关注。这一成果是在成功开发12层HBM3仅4个月后取得的。凭借每秒1.15TB的数据处理速度,HBM3E迅速在面向AI的存储器市场中占据了主导地位。
推动SK海力士HBM产品系列持续领先的背后,离不开批量回流模制底部填充5(MR-MUF)技术的支持。首次应用于HBM2E的MR-MUF技术采用了特殊封装工艺,实现了性能提升、散热优化以及量产能力增强等三方面的突破。在此基础上,公司进一步研发了先进MR-MUF技术,并成功将其应用于12层堆叠HBM3中。该技术采用更薄芯片的无变形堆叠工艺以及新型保护材料,显著增强了散热特性,再次将SK海力士的HBM产品推向行业顶尖水平。
5批量回流模制底部填充 (MR-MUF, Mass Reflow Molded Underfill):在堆叠半导体芯片后,在空隙之间注入并固化液态保护材料,以保护芯片之间的电路的工艺。
当时,HBM开发团队设定了“每一代产品性能提升50%,同时保持功耗不变”的宏伟目标。为达成这一极具挑战性的目标,封装部门与HBM开发部门及所有部门紧密协作,各领域专家共同参与问题解决与技术创新。正是这种高度协同的“一个团队”协作精神,使得SK海力士的HBM3E脱颖而出,成为定义行业新标准的标杆产品。
以“一个团队”协作精神领航全球面向AI的存储器市场

2025年,SK海力士在全球面向AI的市场中持续巩固其领先地位。今年3月,公司率先向客户提供了全球首款12层堆叠HBM4样品(第六代)[相关报道]。这一成果得益于公司在该领域长达16年的持续创新与技术积累。
在HBM4的研发过程中,SK海力士不仅大幅缩短了开发周期,还成功实现了卓越的性能表现。该产品具备每秒处理2TB数据的能力,相当于能够在1秒内完成超过400部全高清(FHD,Full-HD)电影(约5GB/部)的数据传输,其性能较前一代产品提升了60%。由此,公司再次达成了“每一代产品性能提升50%,同时保持功耗不变”的目标。
这一成就的背后,依然源于“一个团队”协作精神。各团队成员紧密合作,共同攻克技术难题,并通过共享解决方案进一步提升研发效率。此外,SK海力士还将团队协作理念扩展至企业间的合作层面,计划在基础裸片(Base-Die)中引入全球领先晶圆代工厂的逻辑(Logic)制程,以进一步优化HBM产品的性能与能效。这种内部协作与外部合作相结合的模式,再次为技术创新奠定了坚实基础。
HBM4将继续展现“一个团队”协作精神的协同效应,预计将于今年下半年正式投入量产。通过这一举措,SK海力士将进一步巩固其在面向AI的存储器市场的技术领导地位。业界正密切关注,SK海力士的HBM4及其它面向AI的存储器产品,将为市场带来怎样的新一轮变革。