
HBMとは何か。AIの性能を演算器ではなくメモリが決める時代を作った積層DRAMの仕組み
AI半導体の性能を左右するHBM(広帯域メモリ)を基礎から解説。DRAMを積層しTSVで結ぶ仕組み、GDDRとの違い、HBM4世代の3社の競争とベースダイのロジック化、約600億ドルへ急拡大する市場とDRAM価格高騰、日本企業の商機までを整理した。
別名: Thermal Compression Non-Conductive Film
Thermal Compression Non-Conductive Film(TC-NCF)は、主にSamsung ElectronicsがHBMの積層工程で採用している技術である。各ダイの間に非導電性のフィルムを配置し、熱と圧力をかけて接合する。チップの薄型化に伴う反りを抑えやすく、高積層化に適しているとされる。Samsungは、この技術を改良した「Advanced TC-NCF」により、熱放散性と歩留まりの向上を図り、競合他社に対抗している。

AI半導体の性能を左右するHBM(広帯域メモリ)を基礎から解説。DRAMを積層しTSVで結ぶ仕組み、GDDRとの違い、HBM4世代の3社の競争とベースダイのロジック化、約600億ドルへ急拡大する市場とDRAM価格高騰、日本企業の商機までを整理した。

POSTECH研究チームが低温低圧接合で厚さ14マイクロメートルのシリコンチップを10層超で安定積層したと発表した。12層HBM比で約4倍の密度を同一高さ比較で確認したが、実証はDRAM回路を持たないテストチップにとどまり、実HBMへの統合や歩留まりデータはまだ示されていない。

AIデータセンターのGPUやAIアクセラレータは、高密度な電力消費による「熱」がボトルネックとなり性能が制限されている。これに対しSK hynixは、HBMパッケージ内部に直接冷却要素を埋め込む「iHBM」を発表し、熱源から直接冷却することで熱抵抗を30%削減、高負荷時でも安定した性能維持を可能にした。この技術は、次世代AIハードウェアの設計を根本から変える画期的なブレイクスルーである。