2025 年三星宣布完成 HBM4 邏輯芯片設計并計劃下半年量產的消息,讓存儲芯片行業(yè)的競爭再度升級。這款采用自研 4nm 工藝的高帶寬內存芯片,目標將三星 HBM 市占率從 30% 提升至 40% 以上,而其 8 層堆疊架構與超高帶寬性能的落地,離不開線路板技術的同步突破。
HBM 的堆疊特性對線路板的互連密度提出極致要求。不同于傳統(tǒng)內存的平面封裝,HBM4 通過硅通孔(TSV)實現(xiàn)垂直堆疊,8 層芯片的信號傳輸需依賴線路板的再分布層(RDL)進行高效轉接。三星在設計中采用的 20μm 超細布線間距,要求線路板采用激光直接成像(LDI)技術,將線寬精度控制在 ±1μm 以內,這一精度較普通存儲芯片配套線路板提升了 4 倍以上。正如臺積電研究證實的,扇出型線路板憑借更低的互連電容,能使 HBM 系統(tǒng)能效優(yōu)于傳統(tǒng)方案 25%,成為 HBM4 的優(yōu)選方案。
散熱挑戰(zhàn)更倒逼線路板材料革新。HBM4 運行時每平方毫米功耗可達 5W,8 層堆疊帶來的熱量聚集問題顯著。行業(yè)已開始采用陶瓷 - 樹脂復合基板,其導熱系數(shù)較傳統(tǒng) FR-4 材料提升 5 倍以上,配合埋置電阻 / 電容的一體化設計,能將芯片溫度控制在 85℃以下。這種材料成本雖較高,但在 AI 服務器等高端場景中已成為剛需 —— 畢竟 HBM4 一旦因過熱降頻,將直接影響 AI 訓練效率。
市場需求的爆發(fā)式增長更讓線路板行業(yè)受益。隨著三星、SK 海力士等企業(yè)加速 HBM 產能釋放,三季度服務器用 DRAM 價格同比漲幅已達 171.8%,而每顆 HBM 芯片的封裝都需要配套定制化線路板。據(jù)預測,2025 年全球 HBM 市場規(guī)模將突破 200 億美元,對應的高端線路板需求占比將從 2024 年的 12% 提升至 18%。尤其是采用 4 RDL 封裝的 HBM 模組,其線路板價值量是普通存儲產品的 6 倍以上。
技術競爭還在向細節(jié)滲透。三星 HBM4 的 4nm 邏輯芯片與存儲陣列的異構集成,要求線路板支持不同電壓域的隔離設計,通過分區(qū)供電布線減少信號干擾。這種設計復雜度的提升,正推動線路板企業(yè)從 “加工制造” 向 “方案設計” 轉型。當 HBM 成為 AI 算力的核心支撐,線路板的工藝精度與材料創(chuàng)新,已成為存儲芯片性能落地的關鍵變量。