SK海力士嘗試整合記憶體和邏輯晶片，這一步將改變產業營運方式

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科技產業資訊室 - 茋郁發表於 2023年12月25日

圖、SK海力士嘗試整合記憶體和邏輯晶片，這一步將改變產業營運方式

SK海力士於2023年11月就已經開始招募CPU和GPU等邏輯半導體設計人員。該公司顯然希望將HBM4直接堆疊在處理器上，這不僅會改變邏輯和記憶體互連的方式，還會改變它們的製造方式。事實上，如果SK海力士成功，這可能會改變代工產業。

如今，HBM堆疊整合了8、12 或 16個儲存設備以及充當集線器的邏輯層。 HBM堆疊放置在CPU或GPU旁邊的中介層上，並使用1,024位元介面連接到它們的處理器。 SK海力士的目標是將HBM4堆疊直接放置在處理器上，完全消除中介層。

長期以來，晶片產業的進步都是透過製程縮小來定義的。然而，這不再是實現世代收益和重大績效飛躍的唯一途徑。韓國SK海力士對晶片設計的未來有著非傳統的展望，因為它認為由於規模擴展的挑戰，運算架構將不可避免的進行典範轉移。

當今最先進的記憶體晶片與GPU緊密相連，因此可以執行邏輯運算。可是其效率極低，因為數據必須在眾多晶片之間來回傳遞。台積電的CoWoS等先進封裝技術有助於彌補這一差距。然而，這一解決方案仍然不完美。

這也使得SK海力士希望透過其下一代HBM4記憶體產品完全顛覆產業。該公司打算在同一晶片上製造具有2048位元介面的邏輯晶片和記憶體晶片，至於要如何實現這一目標仍不得而知，而且考慮到其顛覆性，很可能會保持高度保密。

有鑑於記憶體和邏輯處理器的高功耗，熱管理對於此類設計來說是一個嚴峻的挑戰。也就是說，其需要強烈的冷卻方法來支援該接口，並且可能需要幾代人的時間才能完善。

為了加快腳步，SK海力士正在與多家無晶圓廠設計公司密切合作，以確定其 HBM4產品的理想藍圖。輝達就是參與對話的公司之一。最終，SK海力士有可能推出與另一家領先晶片製造商共同設計的晶片，不僅可以加快開發速度，還可以縮短製造時間。

由於AI應用的強烈需求，HBM晶片市場預計在未來幾年飆升。根據Mordor Intelligence預計，到2028年，HBM晶片市場規模將從目前的20億美元躍升至 63.2億美元，年複合成長率為25.9%。考慮到這一點，能夠加速下一代晶片設計和製造過程的公司將受益匪淺。

總之，SK海力士的這一步雖然不容易，但只要能夠實踐連接的記憶體/邏輯介面，這將引發效能和效率的巨大飛躍，讓記憶體和邏輯半導體之間的界限可能會變得非常模糊，甚至變得不再存在。即使半導體產業仍離這一理想仍需要好幾年時間，但該產業的廠商必須為重大變革做好準備。（908字；圖1）

參考資料：
SK Hynix Wants to Put Memory and Logic Semiconductors on One Die for HBM4. Sourceability, 2023/12/13.
SK Hynix and Nvidia reportedly working on a radical GPU redesign that 3D-stacks HBM memory directly on top of the processing cores. Tom’s Hardware, 2023/11/19.

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