Stapelspeicher mit 36 GByte pro Chip: HBM4-Massenproduktion ab Oktober 2025

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High Bandwidth Memory befindet sich als HBM3E derzeit in fünfter Generation im Einsatz. Nachdem SK Hynix Muster der kommenden HBM4-Generation mit 12 Lagen á 24 Gbit bereits im März auslieferte, steht nun die Massenproduktion kurz bevor. Ein einzelner HBM4-Stapel soll mit 2048 I/O-Kontakten bis zu 2 TByte pro Sekunde übertragen.

Speicher für Nvidias Rubin

HBM4 ist der Speicherstandard, auf den Nvidia seine kommende Rubin-Generation von Rechenzentrumsbeschleunigern optimiert hat und der nicht nur bis zu 60 Prozent mehr Speichergeschwindigkeit als die Vorgänger sondern auch deutlich mehr Kapazität liefern soll.

Bereits die erste Rubin-Generation soll mit acht Chips, sogenannten Stacks, 288 GByte Kapazität erreichen – ein Stack muss also 36 GByte fassen. Die darauf folgenden Rubin Ultra verfügen dann über 12 Stacks und könnten auch schon die maximal für HBM4 avisierten 16 Lagen haben und damit eine Kapazität von 48 GByte pro Stack und 576 GByte insgesamt.

Das neue HBM4 soll in einer neuen Fertigungsanlag am Standort in Cheongju hergestellt werden, berichtet das koreanische Branchenmagazin Chosun.com. Die dafür noch benötigte Ausrüstung werde bestellt, sobald die Verträge mit Nvidia unterzeichnet wurden,

Für den HBM-Marktführer SK Hynix ist das Geschäft mit Nvidia wichtig, um seine dominante Marktposition zu behalten, denn HBM3e wird auch von Micron und Samsung kommen, ein weiterer Technologiesprung wäre willkommen. Auch Nvidia kann seine KI-Beschleuniger ohne zusätzliche Speicherkapazität für die immer größer werdenden neuen Generationen an KI-Modellen nur schlecht verkaufen.

SK Hynix setzt auf sogenannten Mass Reflow-Molded Underfill (MR-MUF), um die Wärmeabfuhr zu verbessern. Der Hersteller beschreibt das so: "Mass Reflow ist eine Technik, bei der die Chips durch Schmelzen der Bumps zwischen den gestapelten Chips miteinander verbunden werden. Molded Underfill füllt die Lücken zwischen den gestapelten Chips mit einem Schutzmaterial, um die Haltbarkeit und Wärmeableitung zu erhöhen. Durch die Kombination von Rückfluss- und Gussverfahren werden bei MR-MUF Halbleiterchips an Schaltkreisen befestigt und der Raum zwischen den Chips und die Bump-Lücken mit flüssiger Epoxidharz-Formmasse (Epoxy Molding Compound, EMC) aufgefüllt."

Außerdem kommt für das Base-Die mit integrierter Logik TSMC-Technik zum Einsatz. Diese Art von Die können die Taiwaner effizienter herstellen, was für die Abwärmecharakteristik der HBM4-Chips wichtig ist. Bei verdoppelten Datenleitungen und mehr bewegten Bits pro Takt wird Hitze auch bei Speicherchips ein immer größeres Problem.

(csp)