海力士高频宽存储器封装图文揭密

　　过去几个月来，TechInsights的拆解团队一直在寻找海力士(Hynix)的高频宽记忆体(HBM)，最近终于取得了这款据称可克服DDR4/DDR5型SDRAM频宽限制的记忆体。

　　海力士的高频宽记忆体(HBM)很新，而且能够克服DDR4型SDRAM的频宽限制，甚至达到某种程度的DDR5型记忆体频宽。该技术堆叠了四个DRAM晶片以及一个逻辑晶片，一片一片地堆叠起来，并利用矽穿孔(TSV)与微凸块接合实现晶片至晶片间连接。

　　图1：HBM模组横截面示意图

　　(来源：AMD HBM资料、TechInsights)

　　图1显示四个DRAM晶片与一个逻辑晶片堆叠并固定至中介层晶片。该中介层作为布线层，用于连接DRAM至处理器，并连接该处理器至下层封装基板。

　　图2：采用TSV的三星DDR 4

　　(来源：三星DDR4封装分析，TechInsights)

　　为了追求更高性能，AMD寻求与海力士在其最新系列绘图卡方面的合作，其中一部包含GDDR5记忆体，其他系列则使用了海力士的高频宽记忆体。

　　图3标示Radeon的金属盒内包含采用海力士HBM的AMD Fury X GPU。右侧软管为GPU提供冷却液体至散热风扇，而金属盒中的软管部份连接至固定在GPU与HBM晶片侧面的热交换器单元。

　　图3：AMD Radeon Fury X

　　图4显示移除顶盖露出热交换器(COOLER MASTER)及两条冷却软管的GPU单元。GPU与HBM晶片就位于此热交换器下方，如图5所示。Cooler Master看来似乎包含了一个机械式泵，显示这是一个液体冷却系统，就像我们在汽车中看到的散热器一样。

　　图4：移除顶盖露出热交换器的GPU单元

　　图5：移除热交换器的GPU单元

　　(来源：TechInsights)

　　一大块的23mm x 27mm GPU晶片就安装在中介层中央，而四个HBM记忆体则安装在两侧。接着，再以凸块接合将中介层连接至底层的封装基板上。

　　围绕在GPU/HBM组装外的金属框为热交换器提供机械支撑，而GPU与HBM晶片背侧也与该金属框共平面。由于HBM模组包含四个堆叠晶片，猜测在其组装于HBM模组以前，已经先被大幅地削薄了。

　　图6：GPU/HBM封装

　　(来源：海力士HBM封装分析，TechInsights)

　　为了一窥GPU/HBM封装中的奥妙，目前在Techinsights的实验室中正忙着拆解这款GPU/HBM封装。未来将有进一步的更新。