玻璃基板與 HBM4 時代:Rubin Ultra 如何把封裝推向下一個極限

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未來兩年,NVIDIA 將推出 Rubin Ultra,它被視為單顆一兆位元組記憶體時代的代表作,容量大到讓整個 AI 架構向記憶體中心傾斜。這類大型加速器的瓶頸,已經不是 GPU 裏有多少乘加單元,而是封裝層是否能撐住 HBM 與 GPU 之間瘋狂增長的訊號與供電需求。這使得封裝從配角變成主角,玻璃基板因此被重新推上舞台,它不是材料升級,而是下一代 AI 晶片得以繼續長大的地基。


HBM 的線路密度與中介層尺寸限制同時逼近

要理解玻璃基板為何會突然成為焦點,需要回到記憶體本身。HBM 的關鍵,不只是把多層 DRAM 疊起來,而是用極寬的資料匯流排換取頻寬。一顆 HBM3E 與 GPU 之間要拉出上千條訊號與電源線,這種密度早已不是一般封裝基板可以承受,因此才會出現矽中介層。問題在於,為了降低延遲與能耗,HBM 必須緊貼運算核心邊緣,而這些「海岸線」本來就有限。玻璃基板是什麼?一塊玻璃,為什麼牽動整個 AI 封裝未來討論過基板的密度限制,帶出玻璃的大面積與熱穩定性,CoWoS 是什麼?這個封裝技術讓 NVIDIA 算力翻倍 觸及了 CoWoS 在尺寸與供電網路上的天花板。到了 Rubin Ultra 的規模,這些限制不再抽象,而是具體成為封裝首要瓶頸。


HBM4 的剛性需求:I O 密度與容量把矽中介層推到極限

近年的大型加速器都有同樣的趨勢:更多顆 HBM、更高層數與更快記憶體世代。Rubin Ultra 正是這種趨勢最具代表性的產品。它的目標容量可能到達600 GB,甚至上看一 TB,遠超 B200 的192 GB。要支撐這種規模,需要把 HBM4 與 GPU 之間的連接腳位、供電網路與訊號通道全部放大。光是一顆 HBM 的訊號線,就已經是一般 DRAM 數十倍以上的密度,Rubin Ultra 需要同時掛更多顆 HBM,接腳數與路由需求會以倍數放大。推理過程中的 KVCache 每生成一個 token 就會膨脹一次,權重與快取不斷往返,使整個系統完全被頻寬綁住。傳統矽中介層的面積與走線能力在這種需求下已經無法再往上撐,HBM4 的規模使得需要比矽更大的平台變得不可避免。


供電與熱管理:Rubin Ultra 讓玻璃成為封裝唯一能承受的選擇

容量不是 Rubin Ultra 唯一的挑戰,功耗與熱管理壓力更大。HBM4 單顆功耗可達十幾瓦,八顆環繞 GPU 就是一塊高溫熱島。每一層 DRAM 都要透過通孔往上輸送電流,任何壓降或熱不均都會直接影響穩定性。Rubin Ultra 這種等級的產品,會要求封裝底層具備更大的供電層數、更密的微孔設計,以及能夠分攤更高熱負載的材料。在這裡,玻璃基板展現出與矽截然不同的能力。它能做得更大片,可以塞下更多供電通道,並且熱膨脹係數與載板接近,使高堆疊結構在溫度循環中不易發生翹曲。這些條件加總起來,使玻璃成為少數能承載 Rubin Ultra 與 HBM4 功耗的封裝基礎。


良率與成本:技術需要,卻不保證能馬上大規模普及

從經濟現實看,玻璃基板不會因為技術完美就順利普及。記憶體本身的堆疊良率已經很吃緊,封裝則要承受多次貼合、校準與應力管理。玻璃在做大面積時,每一個微細結構、再配線與熱處理環節都比矽更敏感。初期良率勢必低於成熟的中介層,而且越大越難做,成本自然更高。對封裝廠來說,這是一場品質、良率與面積之間的三角拉鋸;對採用 Rubin Ultra 的雲端客戶來說,這代表早期晶片會更貴、產能更有限。玻璃能否成為主流,不是由技術決定,而是由良率曲線與投資意願共同決定。


生態系競爭:Rubin Ultra 的採用決定整條供應鏈的方向

玻璃真正的關鍵在於:它不只是材料,而是象徵誰能掌握封裝主權。未來幾年,最大的記憶體消費者仍會是 NVIDIA,其次是雲端大廠與新興加速器設計者。這些玩家會決定玻璃能不能跨過導入門檻。如果 Rubin Ultra 的主力版本採用玻璃,那封裝廠必須加速建置產能,記憶體廠也得以新規格重新設計底層邏輯。整個生態系將被迫跟上。如果主力平台傾向混合矽與玻璃雙路線,那市場的採用速度就會被延後。玻璃基板的戰爭不只比技術,也比誰能拿下關鍵客戶、誰能把良率壓進可量產區間。

當記憶體中心的 AI 架構越來越清晰,晶片的上限不再寫在製程節點,而是寫在封裝能承受多少堆疊、電流與走線密度。玻璃基板讓這個上限再次向外延伸,把尺寸、供電與互連重新打開。然而,除了基板材料,晶片巨頭們更在爭奪垂直空間的主權。下一篇將深入分析 TSMC SoIC 與 Intel Foveros,如何透過 3D 堆疊技術,挑戰彼此在下一代架構的領導權。



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