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記憶體霸主三星為何找上「死對頭」台積電合作研發HBM?自家晶圓廠明明可以自給自足...背後圖謀為了它

記憶體霸主三星為何找上「死對頭」台積電合作研發HBM?自家晶圓廠明明可以自給自足...背後圖謀為了它
三星記憶體業務總裁李正培。

王子承

科技

王子承攝影

2024-09-10 10:58

在全球記憶體市場上擁有霸主地位的三星,同樣具備先進邏輯製程,理應不需依賴外部代工,但三星記憶體業務總裁李正培(Jung Bae Lee)在SEMICON Taiwan上卻意外提到,在HBM(高頻寬記憶體)的Base Die(基礎裸晶)上,將不限使用自家晶圓代工廠,成為半導體業界熱議焦點。

 

李正培在大師論壇上指出,將提供IP給予客戶自行設計Base Die,並且「三星為客戶提供靈活的晶圓代工廠策略…記憶體合作不限於三星晶圓代工廠。」李正培這番話背後,被多家媒體解讀為三星是在向「競爭者」台積電釋出善意,三星可能會在未來HBM4時代,導入採台積電先進製程製造的Base Die晶片。

 

Base Die是放在HBM與矽中介層中間的關鍵元件,負責與處理器晶片溝通與傳輸,傳統採DRAM製程製作,不過隨著2025-2026年進入HBM 4時代,SK海力士、美光都有計畫改採台積電先進邏輯製程製造Base die、以提升運算效率。

 

但有別於其他兩家缺少先進邏輯製程的記憶體同業,三星集團自己就有晶圓代工廠、並且已量產三奈米晶片,理論上沒有必要找台積電代工。集邦科技資深分析師許家源也向本刊證實,目前三星計畫自行生產通用HBM 4的Base Die。

 

台積電成HBM未來關鍵角色

 

不過三星既然可以做到自己自足,那麼為何還需要與台積電合作?對此一名半導體業界人士對本刊指出,三星並非出於先進製程產能需求才與台積電合作,主要的目標應該是為了客製化HBM需求與日俱增。

 

SK海力士副社長李康旭(Kangwook Lee)曾對本刊指出,客戶想把自己的IP放進去Base Die裡提升晶片效率,因此在HBM 4開始衍伸出了客製化HBM的需求。

 

此外,Base Die不只與客製化HBM息息相關,未來更可能與處理器進一步整合。三星資深副總林俊成6日就在論壇上透露,「未來HBM 4、4E將進入3D封裝時代,在HBM晶片底下將會有Computing Die(運算裸晶),Base Die不僅僅是用來作為buffer(緩衝),這將會帶來很大的變革。」

 

過去HBM3E時代,採取2.5D封裝將HBM與處理器並排封裝,但隨著IC設計公司、晶圓代工廠,不斷追求縮小晶片體積,未來也有把HBM與處理器導入3D封裝的規劃。

 

李康旭在演講展示了HBM未來藍圖中顯示,到了HBM5時代、HBM與處理器將會堆疊成為一顆3D IC,而負責與處理器溝通的Base Die,將近一步與處理器整合,據了解三星在HBM 4E上也有類似規劃。一名業界人士分析,「未來可以直接把Base Die當成處理器核心了!這樣做不但能縮短傳輸距離、節省晶片體積,也能同步提升運算效率。」

 

▲SK海力士日前在SEMICON TAIWAN秀出的未來產品藍圖(王子承攝影)

 

三星欲卡位AI處理器市場

 

一名產業分析師觀察,在導入HBM、處理器的3D封裝後,代表台積電重要性將大增,「因為你看現在處理器代工都是誰在做——台積電啊!」該名分析師表示,目前三星晶圓代工事業手上並沒有太多處理器訂單,比如NVIDIA、AMD甚至GOOGLE、AWS等自製晶片的業者,都將核心處理器交由台積電代工。

 

未來HBM若進入3D封裝時代,不管是處理器整合Base Die,抑或是堆疊處理器、HBM的3D封裝,客戶應該都會優先交給台積電完成,分析師指出,「因此三星需要跟台積電合作,把HBM IP導入到台積電的PDK(製程設計套件,是晶片設計和製造過程中使用的工具集)中,未來才有機會把IP整合進處理器。」

 

業界人士觀察,在台積電獨霸AI處理器晶圓代工的時代,三星只好藉由開放自家IP給客戶,甚至與競爭對手台積電攜手合作,才能維持在HBM產品上的話語權。

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