《科技》三星HBM5著手開發 zHBM拚2028商業化

【時報記者葉時安台北報導】半導體展SEMICON Taiwan 2026記憶體高峰論壇登場，三星電子記憶體產品規劃部門副總裁Jangseok Choi於論壇中以「開啟智慧新維度，以3D整合技術驅動AI時代」為題發表主題演講，公開包含突破性zHBM與zNAND-O等次世代3D記憶體與儲存解決方案，為AI資料中心與裝置端AI(On-device AI)帶來效能與能效的全新突破。三星提到，HBM4E今年五月三星開始出貨業界首款12層HBM4E樣品，HBM5也已著手開發，三星突破性的3D記憶體架構zHBM亦有機會於2028年商業化；至於zNAND-O採用3D封裝技術，計畫於2028年推出樣品。 三星電子記憶體產品規劃部門副總裁Jangseok Choi於SEMICON Taiwan記憶體高峰論壇，以「開啟智慧新維度，以3D整合技術驅動AI時代」(The New Dimension of Intelligence. Powering the AI Era with 3D Integration)為主題進行演講。 三星提出「CUBE」策略，以全面的半導體能力推動3D架構發展，打造下一代3D記憶體與儲存解決方案，包含zHBM及zNAND-O，解決AI資料中心及裝置端AI(on-device AI)不同環境下的瓶頸，大幅提升效能。 CUBE最佳化架構聚焦Capacity(容量)、Utilization(利用率)、Bandwidth(頻寬)、Efficiency(效率)四大關鍵面向。其徵Capacity透過垂直擴展，在不增加印刷電路板面積的情況下提升容量。Utilization，3D不是單純的堆疊，而是架構的優化，透過最佳化邏輯晶片與記憶體的配置，降低延遲。Bandwidth，縮短晶片之間的距離，以垂直的高速通道取代水平傳輸，大幅提升頻寬。最後Efficiency，聚焦在功耗與散熱技術，將單一位元數據傳輸所需的能耗降到最低，最大化每瓦效能(Performance per Watt)。 三星HBM演進上，在今年5月開始出貨業界首款12層HBM4E樣品，當每個GPU配置4個HBM4E堆疊時，系統可提供高達16 TB/s的頻寬。比起HBM4，HBM4E每瓦效能提升20%，熱阻降低10%。而HBM5已著手開發，相較於HBM4E，HBM5目標是效能提高2倍，每瓦效能提升20%，熱阻降低20%。 三星突破性的3D記憶體架構zHBM，傳統的HBM採2.5D架構，將記憶體與處理器並排放置，為了縮短兩者之間資料傳輸的距離，三星以全新架構開發出zHBM，將記憶體直接堆疊在處理器之上，透過大幅縮短資料傳輸的距離，實現效能與能源效率的躍進。從2.5D到垂直3D整合的轉變，重塑記憶體與運算晶片的互動方式。對比HBM4E，zHBM的目標是將效能最高提升8倍、每瓦效能提升3倍，熱阻降低75%~90%。 三星自2013年推出全球首款垂直結構V-NAND快閃記憶體以來，技術世代的演進推動容量與效能的升級，而三星最新一代的V10技術，專為滿足AI時代高容量、高效能和低功耗的需求而生，採用全新的鍵合(Bonding)技術，位元密度(bit density)比前一代大幅提高58%，I/O速度提升33%，功耗下降25-26%。 三星進一步提出3D 儲存解決方案zNAND-O，結合V10 BV-NAND以及直通矽晶穿孔(Through Silicon Via，TSV)技術。zNAND-O採用3D封裝技術，透過TSV垂直堆疊多個V-NAND晶片。zNAND-O與神經網路處理器(NPU)透過UCIe標準介面，整合在單一封裝之中，可滿足嚴苛的 AI 工作負載所需要的擴展性與頻寬。 zNAND-O針對裝置端AI需求而設計，位元密度為DRAM的10倍，讀取頻寬為傳統NAND Flash的7倍。三星宣布，計畫於2028年開始推出zNAND-O樣品。