世界最大の半導体製造装置メーカーの一つとされるラムリサーチが14日、ソウル・カンナム区のウェスティン・パルナス・ホテルで「アドバンストパッケージング」に関する記者懇談会を開き、「高帯域幅メモリー（HBM）の構造が複雑化する中で生じるさまざまな技術的難題を解決する」と自信を示した。
高性能人工知能（AI）サービスを実装するには、大規模な並列データを短時間で処理する必要がある。この過程でメモリーの処理速度が一段と重要になった。AI演算に必要なデータ量が増え、プロセッサーが作業を速く終えてもメモリーで滞留してチップ全体の性能改善が鈍化する「メモリーウォール」（Memory Wall・ボトルネック現象）が発生したためである。
複数のDRAMを垂直に接続してデータ処理速度を革新的に引き上げた高帯域幅メモリー（HBM）が台頭した理由である。HBMはAI向けグラフィックス処理装置（GPU）に搭載され、現在はAIサービス開発に不可欠な部品として定着している。
ラムリサーチは、メモリーウォール現象を克服しAI実装で革新的な役割を果たすHBMが、足元で新たな技術的難題に直面しているとみている。AIが推論領域へと進展し、より多くのデータをより速い速度で処理する必要が高まり、それに伴いHBMにより高い集積度・複雑性が求められているためである。
ラムリサーチは、HBMの性能が高まるほど「3次元ダイ積層」（3D Die Stacking・複数の個別半導体チップを垂直に積み上げて接続する技術）と「高密度異種集積」（High-Density Heterogeneous Integration・異なる工程で製造された半導体素子・要素を単一パッケージ内に高密度に集積するパッケージング技術）に要求される技術難易度が上がっていると述べた。
チーピン・リー・ラムリサーチ グローバル・アドバンストパッケージング技術総括はこの日の懇談会で「積層の高さと複雑性が増すにつれ、工程中に発生するストレスが高まり、ウエハーが反ったり変形したりする問題が生じる」とし、「フィルム内の亀裂（クラック）や空隙（ボイド）による欠陥および歩留まり低下など多様な問題も現れている」と説明した。続けて「これらの問題は『信号経路の最適化』や『処理速度の向上』はもちろん、『フォームファクターの小型化』などの実装を難しくする要因だ」と述べた。
◇「ベクターTEOS 3D」を発売…「1年前からメモリー分野の量産で使用」
ラムリサーチは、HBM分野で新たに浮上した技術的難題を「パッケージング技術」（半導体チップを外部環境から保護し、基板と電気的に接続して信号をやり取りできるようにする後工程）で解決できると自信を示した。会社はこの日、こうした問題を解決する装置として9月に発売した「ベクターTEOS 3D」（VECTOR TEOS 3D）を紹介した。この成膜装置は現在、システム半導体の生産領域でボイドを減らす目的で主に使用されているが、会社はメモリー企業への供給も拡大する計画である。
オードリー・チャールズ・ラムリサーチ 企業戦略およびアドバンストパッケージング部門 上級副社長は、供給規模や顧客企業名などには具体的に言及しなかったが、「ロジック・メモリー分野で1年以上、量産に適用されている状況だ」と述べた。パク・ジュンホン・ラムリサーチコリア代表も「HBM市場ではハイブリッドボンディング（バンプなしで金属と絶縁体を同時に直接接合する方式でチップとチップを接続する半導体パッケージング技術）が適用される時点で装置の活用度が高まるとみて、機会をうかがっている」と述べた。サムスン電子・SKハイニックスなどHBMメーカーに当該装置を供給している点を間接的に明らかにした格好である。
ベクターTEOS 3Dは、厚いウエハーや反ったウエハーにも安定してパッケージングできるよう設計された。ダイ間に最大60μm（マイクロメートル）厚の特殊誘電体フィルムを成膜し、構造的・熱的・機械的な支持体として機能させる。HBMはダイ間に絶縁フィルムを30μm以上の厚さで敷く必要がある。チャールズ上級副社長は「業界初の単一プロセスにより、30μm以上の厚膜フィルムを欠陥なく実装する」と述べた。
生産性も向上した。ラムリサーチによれば、この装置は前世代比で70％以上速い処理速度を提供し、最大20％のコスト削減が可能である。チーピン・リー技術総括は「先端パッケージング分野で15年の技術リーダーシップを結集して作った装置だ」とし、「後工程装置分野でも技術リーダーシップを継続する」と述べた。パク代表も「ラムリサーチはエッチング（化学的腐食作用で半導体回路パターンを形成する半導体前工程）分野の強者として知られているが、数十年にわたり成膜と薄膜分野の装置技術リーダーシップを基盤に、先端パッケージング半導体製造プロセスの革新を牽引してきた」と述べた。