作为突破AI系统存储技术极限的关键，超高速DRAM堆叠HBM被视为人工智能时代标志性适用于AI的半导体之一。尽管HBM被看作是伴随生成式AI兴起而迅速崭露头角的“明星产品”，但其背后却凝聚了十多年来无数技术专家的辛勤付出与通力合作，可谓是半导体技术革命的结晶。
自11年前研发出全球首个HBM以来，SK海力士一直致力于引领新一代技术的发展。今年3月，公司率先量产并上市了第五代HBM3E，这是迄今为止性能最高的HBM产品，成功持续占据了市场主导地位。
SK海力士在该市场的领导地位，得益于公司很久之前便开始着手准备硅通孔（TSV）、MR-MUF1等核心封装技术的远见卓识。本文采访了SK海力士PKG产品开发担当李圭济副社长，详细探讨了公司针对面向AI的存储器而开展的封装技术革新。
1批量回流底部模制填充（MR-MUF，Mass Reflow Molded Underfill）： 在堆叠半导体芯片后，为了保护芯片间的电路，在其中填充液体保护材料，使其固化。有评价称，与每堆一个芯片就铺设薄膜型材料的方式相比，该技术提高了效率和散热效果。
SK海力士PKG产品开发担当李圭济副社长
对封装技术及研发的大胆投资，是稳居HBM市场第一的基础
SK海力士核心的HBM封装技术
2013年，SK海力士成功将TSV技术应用于其全球第一代HBM产品中。TSV是一项关键技术，通过在多个DRAM上打数千个微孔，使其垂直互连至电极，从而实现HBM的超高速性能。
20多年前，TSV技术便因其能突破传统存储器性能局限而备受瞩目，然而却未立即走向商业化。由于基础设施建设难度大以及投资回报难以预测，导致各公司均对开发此技术持观望态度。对此，李圭济副社长比喻道，“这就像一群孩子站在深邃的湖水旁，彼此观察，等待着是谁率先勇敢地跳入水中。”
“最初SK海力士也是犹豫的公司之一。但我们认为，想要应对未来市场，必须同时掌握能够实现高性能和高容量的TSV技术和包括堆叠（Stacking）在内的晶圆级封装（WLP, Wafer Level Packaging）2技术。因此我们在21世纪初期就开始积极投入研发。”
2晶圆级封装（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。
进入2010年代，高性能GPU计算市场蓬勃发展，由此带动了对支持高性能图形处理单元的高带宽近内存（Near-Memory）3 的需求。为满足市场需求，SK海力士研发出采用TSV与WLP技术的新品——首款HBM。与当时最快的GDDR5 DRAM相比，其速度高达4倍以上，功耗降低40%，并通过芯片堆叠大幅缩减了产品体积。
3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。
从MR-MUF到先进MR-MUF，不断推动HBM发展取得成功
尽管SK海力士是率先开启HBM时代的公司，但直到2019年成功研发出第三代产品HBM2E，才算真正打开市场并占据领先地位。至此，SK海力士的行业优势开始凸显。李副社长在回忆中感叹取得这项成就的来之不易。
李圭济副社长分享HBM的发展历程
“成功研发出首款HBM产品后，接下来我们的目标是提升产品质量和量产能力，力求超越市场和客户的预期。为此，针对材料应用的稳定性与技术实施的难易程度，我们研发了一项全新封装技术，期待它会超越现有封装技术。然而出乎意料的是，项目初期就在可靠性方面遇到了难题，所以不得不寻找新的突破口。”
“幸运的是，当时公司正在根据技术发展蓝图开发MR-MUF技术。为迅速响应客户需求，相关部门领导及时分析了技术数据和模拟结果，验证了MR-MUF技术的可靠性并说服了管理层和客户，使得该技术在第三代HBM2E上得以及时应用。”
李圭济副社长表示MR-MUF技术在改变HBM市场格局中扮演了关键角色
李副社长表示，“得益于管理层和客户的耐心等待与信任，才使公司独有的MR-MUF技术成功问世。通过这项突破性技术，我们已稳定地量产并供应HBM2E，产品在质量和性能方面都非常稳定。”
应用了MR-MUF技术的HBM2E，开始改变HBM的市场格局，而MR-MUF技术也因此成为SK海力士书写“HBM成功故事”的核心。
SK海力士PKG产品开发担当李圭济副社长介绍MR-MUF技术发展蓝图
去年，公司成功连续研发出第四代12层HBM3和第五代HBM3E产品，持续巩固了从首次推出HBM第一代产品以来所占据的行业领先地位。李副社长及其团队一致认为，将MR-MUF技术升级为先进MR-MUF4技术，是成功的关键。
4先进MR-MUF：新一代MR-MUF技术具备翘曲控制特性，可实现无翘曲堆叠，且芯片厚度比传统芯片薄40%，并通过新型保护材料提高了散热性能。
“在12层HBM3研发过程中，芯片堆叠层数增加，因此我们极需提升散热性能。对于12层HBM3，传统的MR-MUF技术难以解决更薄芯片的翘曲问题。
为克服这些局限性，我们对MR-MUF技术进行了升级，开发出了先进MR-MUF技术。借助此项技术，公司去年成功开发并量产了全球首款12层HBM3。今年3月，公司又量产了全球最高性能的HBM3E。此外，从下半年开始，我们将向各大AI科技企业提供采用该技术的12层HBM3E。随着其应用领域的不断拓展，这项技术将进一步为巩固SK海力士在HBM市场的技术领先地位而提供支持。
不久前，业界曾有不实传言称MR-MUF技术难以实现高层数堆叠。为此，我们积极与客户沟通，阐明MR-MUF技术是高难度叠层的最佳解决方案。这一努力也让我们再次赢得了客户的信任与认可。”
持续加强新一代技术力量并深化客户合作关系，促进未来定制产品的开发
SK海力士PKG产品开发担当李圭济副社长荣获SK集团“2024年度SUPEX追求奖”
凭借在HBM开发领域的长期贡献，李副社长与公司HBM核心技术团队于今年6月，被共同授予SK集团的最高荣誉——“2024年度SUPEX追求奖”。他感慨道，“取得这样的成绩，离不开 ‘一个团队（One Team）’协作精神，这要归功于众多成员们的共同努力。”
李副社长认为，我们不应满足或安于现状。他强调，为确保SK海力士的HBM市场领导地位，必须持续研发各种新一代封装技术，以响应市场对定制（Custom）产品不断增长的需求。
“最近，混合键合5等新一代封装技术受到广泛关注，该技术能在产品厚度不变的情况下，通过增加芯片堆叠层数来提升产品性能和容量。尽管顶层与底层芯片间距变窄导致的散热问题依然存在，但这项技术有望成为可以满足客户日益多样化性能需求的一种解决方案。SK海力士计划持续提升当前先进MR-MUF技术的散热性能，并确保新技术的研发。”
5混合键合（Hybrid Bonding）：在堆叠芯片时，使芯片间不需要凸点而直接连接的技术。通过此技术，可减少芯片整体厚度，以实现高层堆叠。SK海力士目前在探讨将该技术应用于16层以上HBM产品的必要性。同时，公司也在考虑采用先进MR-MUF技术和混合键合技术相结合的方式。
SK海力士PKG产品开发担当李圭济副社长
最后，李副社长强调，和客户保持紧密的沟通与合作是SK海力士的核心优势，也是公司未来继续要强化的竞争力。
“我相信SK海力士能够在HBM市场取得领先地位，是因为公司始终能够在客户需要时，恰时提供高品质、且具备量产优势的产品。这不仅源于强大的技术支持，还得益于我们与客户之间持续深入的沟通合作。
PKG开发团队也能迅速捕捉客户及利益相关者的需求，并将其融入到产品特性中。我相信，在这些努力的基础上，再与公司的协作文化融合，会让我们在任何情况下都能释放出强大力量。我希望与成员们分享我的座右铭——‘Feel Together, Move Vigilantly（共同感知，谨慎前行）’，我们将共同为SK海力士封装技术的未来做好准备。”
