三星正与英伟达开展GPU HBM3验证及先进封装服务

据businesskorea报道，三星电子计划向美国半导体公司英伟达提供图形处理单元（GPU）、高带宽内存（HBM）的重要组件以及先进的封装服务。

据半导体行业消息人士8月1日透露，三星电子目前正在与英伟达合作开展GPU HBM3的技术验证任务以及先进封装服务。一旦技术验证程序完成，三星将向英伟达提供HBM3，并预计负责将单个GPU芯片和HBM3处理成高性能GPU H100芯片的先进封装。

此前，英伟达将大部分GPU先进封装量委托给台积电。台积电把SK海力士的HBM3封装在自有工艺制造的单个GPU芯片上来生产英伟达H100。然而，随着最近生成式人工智能的普及，H100需求迅速增加，台积电难以处理英伟达的所有订单。微软等主要客户已宣布将因GPU短缺而导致服务中断，促使英伟达转向三星电子，后者拥有HBM3和先进封装的产能。

三星电子计划以与英伟达的交易为垫脚石，加强其负责所有半导体工艺（如存储半导体、代工半导体制造和先进封装）的“一站式服务”。韩国汉阳大学融合电子工程系教授Park Jae-geun表示：“三星电子的优势在于它是一家拥有多元化产品组合的综合性半导体公司，更多寻求AI半导体生产的公司将转向三星。”

自20世纪60年代半导体问世以来，衡量技术竞争力的标准一直是“单个芯片的制造质量”。三星电子、英特尔和台积电凭借其制造竞争力，分别在DRAM、CPU和代工领域建立了无与伦比的地位。

最近，情况正在发生变化。随着人工智能技术的普及以及对大容量、高性能半导体的需求不断增长，通过巧妙地组合多个芯片来最大限度地提高性能的“先进封装”技术已脱颖而出。在半导体行业内，有人预测“先进封装的竞争力将决定半导体企业未来的命运”。

据半导体业界8月1日消息，目前，针对高带宽存储器（HBM，指高性能DRAM）相关市场，三星电子、英特尔、台积电等主要半导体公司在先进封装技术和投资方面展开了激烈的竞争。根据市场研究公司Yole Intelligence数据，先进封装市场在2021年规模达374亿美元，预计到2027年将增长至650亿美元。

先进封装的兴起始于ChatGPT等生成式人工智能的普及。为了推进生成式人工智能技术，通过半导体快速学习和服务大规模数据至关重要。这就是为什么英伟达的GPU（针对并行计算进行优化，可以同时处理大量数据）以及DRAM（一种与GPU实时通信和交换数据的存储设备）成为了焦点。

到目前为止，半导体公司一直在通过将线宽（电路的宽度）减小到纳米级来竞相制造超小型、低功耗、高性能的芯片。然而，随着最新工艺的线宽进入3nm以下，芯片小型化的成本增加，额外的技术开发变得困难。

在此背景下，先进封装作为替代方案应运而生。堆叠和捆绑多个芯片可以提供与运行单个高性能芯片相当的性能。最近，半导体公司专注于“2.5D封装”，它通过垂直堆叠4、8或12个DRAM模块来创建HBM，从而减少潜在的数据瓶颈，其速度比常规DRAM快十倍以上，并尽可能放置在靠近GPU的位置。

目前，代工企业台积电在HBM和GPU领域的先进封装竞赛中处于领先地位。该公司从2011年到2021年的十年时间里，开发了五代以上的2.5D封装“CoWoS”。7月25日，台积电宣布将投资900亿新台币在中国台湾北部建设一座先进封装工厂。

三星电子也大力培育先进封装。该公司于2021年推出“X-Cube”2.5D封装技术，并于去年底成立先进封装（AVP）团队。据悉，从2024年第二季度开始，该公司将在第三季度量产搭载4个HBM的“X-Cube4”和搭载8个HBM的“X-Cube8”技术。三星预计将在今年底前向英伟达提供第三代HBM（HBM3），并使用X-Cube4将其与单独的GPU芯片封装在一起。英特尔也积极主动，仅计划在先进封装设施上投资47.5亿美元。