Samsung HBM4E｜NVIDIA要件への対応と2027年の量産時期

2026年10月11日

East Asia Brief 韓国

概要

Samsungは、NVIDIAのHBM4パッケージ高さ削減要求に応えるため、HBM4E向けに4nmロジックベースダイとハイブリッド銅ボンディング技術を組み合わせた熱管理ソリューションを開発しています。この新技術により、従来のHBM3Eと比較して熱抵抗を20%以上削減し、放熱性を30%向上させ、エネルギー効率を40%改善しました。同社は2027年初頭に16層HBM4Eスタックの顧客認証を目指しており、HBM市場における競争力を大幅に強化する見込みです。これは、AI半導体における高性能化と低消費電力化の鍵となる、積層メモリの熱課題解決に向けた重要な一歩となります。

詳細

主要成果

Samsung Electronicsは、NVIDIAが要求するHBM4パッケージ高の775マイクロメートルという厳格な基準に対し、HBM4E向けに革新的な熱管理ソリューションを開発しました。この新技術は、4nmプロセスで製造されたロジックベースダイと、高性能なハイブリッド銅ボンディング（HCB）技術を統合することにより、HBM3Eと比較して熱抵抗を10%削減し、放熱性を30%向上、さらにエネルギー効率を40%改善するという画期的な成果を達成しています。

技術詳細

SamsungのHBM4E向けソリューションは、主に二つの主要技術で構成されています。一つは、高性能AIアクセラレーターとのデータ転送を担うベースダイに、最先端の4nmロジックプロセスを採用することです。これにより、ベースダイ自体の消費電力と発熱を抑えつつ、I/O端子数の大幅な増加（HBM3Eの2倍）を実現しています。もう一つは、ハイブリッド銅ボンディング（HCB）技術の導入です。HCBは、従来のマイクロバンプを使用した熱圧縮ボンディング（TCB）とは異なり、直接銅同士を接合することで、接続密度を極めて微細なピッチ（10マイクロメートル以下）まで高め、同時に熱伝導率を大幅に向上させます。このHCBにより、層間隔が減少し、スタックが薄くなることで、効率的な熱放散が可能となり、全体的な熱抵抗を20%以上削減することに成功しました。さらに、低電圧TSV（Through-Silicon Via）と最適化された電力供給ネットワークも、このエネルギー効率改善と熱管理性能向上に貢献しています。

背景・業界文脈

AIの進化に伴い、HBM（High Bandwidth Memory）はGPUなどのAIアクセラレーターにおいて不可欠なコンポーネントとなっています。しかし、HBMの積層化が進むにつれて、パッケージ全体の高さと発熱の増大が大きな課題となっていました。特にNVIDIAのような主要顧客は、より薄く、より低温で動作するHBMを求めており、JEDEC基準を下回るパッケージ高（775マイクロメートル）を要求しています。Samsungのこの技術革新は、この市場の要求に応えるものであり、HBM市場におけるTSMCやSK Hynixとの競争において、同社の優位性を確立する戦略的な動きと見られます。

今後の展望

Samsungは、2027年初頭に16層HBM4Eスタックの顧客認証を開始する計画であり、これが実現すれば、次世代AI半導体向けのHBM供給において、同社の存在感が一層高まることが予想されます。将来的には、HBM4E向けにHCBと同時にHeat Path Block（HPB）などの代替熱緩和技術も検討されており、チップレベルだけでなく、パッケージやサーバーシステムレベルでの包括的な冷却ソリューション開発を通じて、HBM技術の限界をさらに押し広げる可能性があります。これは、AI時代のコンピューティング性能向上とエネルギー効率改善に大きく貢献すると期待されます。