三星研发新一代HBM支持AI手机性能提升

上周，韩国媒体Etnews的一则报道在半导体行业引发广泛关注。报道指出，三星电子正致力于开发下一代HBM技术，其核心目标直指一个更具挑战性的领域：让更高性能的端侧AI在智能手机、平板电脑等移动设备上实现。

移动设备HBM集成的技术挑战

据业内人士透露，三星研发的重点是一种名为“多层堆叠扇出型晶圆级封装”（Multi Stacked FOWLP）的技术。其目标明确：在空间极其有限的移动设备内部，集成更大容量、更高带宽的HBM内存。移动设备与服务器机柜在空间、功耗和发热控制上的要求截然不同，现有数据中心HBM方案无法直接适用。

现有移动内存方案的瓶颈

当前主流的移动LPDDR内存普遍采用引线键合技术。该方案虽然成熟，但受限于I/O数量有限、信号损耗较大、散热效率不足等问题，难以满足HBM技术对高带宽和极致能效的要求。

三星的垂直互连结构改进方案

为此，三星转向改进垂直互连结构。具体而言，计划将芯片内部铜柱的高宽比从现有的3:1至5:1，大幅提升至15:1至20:1。这相当于在有限面积内建造更高、更密集的“信号塔”，从而在相同芯片面积内布置更多数据传输铜线，实现带宽的跨越式提升。

技术难题与FOWLP解决方案

然而，当铜柱直径压缩至10微米以下时，易出现弯曲或断裂问题，稳定性显著下降。为解决这一难题，三星引入了FOWLP技术作为强化支撑。

该工艺思路巧妙：先对芯片进行模塑封装形成稳固基底，再将内部布线层向外围区域扩展。扩展部分不仅能承载更多电路连接，还能为纤细铜柱提供物理支撑，有效防止其在制造和使用过程中变形，从而确保整体结构的可靠性。

潜在收益与应用前景

若此技术方案通过验证，预计可带来显著收益：内存带宽有望提升15%至30%。更重要的是，它能在相同物理空间内集成更多I/O接口，为未来移动端AI处理更复杂、数据量更大的任务奠定基础。

目前该技术仍处于研发阶段。行业观察家预测，其初步应用可能出现在三星Exynos 2800的后期修订版本或下一代Exynos 2900处理器中。届时，移动设备的AI算力边界有望再次被突破。