隨著全球對環(huán)保議題和可持續(xù)發(fā)展的重視,低碳產品的需求持續(xù)攀升。而科技進步和應用場景的多樣性,也間接增加各行各業(yè)對高效能、低功耗解決方案的需求。
這些需求應用主要來自于以下幾個領域:
智能手機和便攜設備:隨著智能手機的功能日益強大,這些設備需要更高效能、更低功耗的內存以支持多任務處理及延長使用時間。低功耗的內存有助于延續(xù)電池壽命,提升用戶體驗。
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備:物聯(lián)網(wǎng)設備在智慧城市、智能家居、工業(yè) 4.0等領域的應用越來越廣泛,這些設備通常需要較長時間運作且在電池供電的情況下執(zhí)行,因此,對低功耗的需求極為迫切。
汽車電子:自動駕駛和電動汽車的發(fā)展對內存的需求極為強勁,需要高效能、低功耗的內存來支持實時數(shù)據(jù)處理和分析,以延長電池續(xù)航里程。
工業(yè)自動化:在工業(yè)自動化中,低功耗內存能幫助提升設備的可靠性和效能,同時減少營運成本和能源消耗。
智能家居設備:智能家居系統(tǒng)需要低功耗的內存來維持長時間的待機和實時反應能力,進一步提升整體系統(tǒng)的能源效率。
低碳產品其實不一定是破壞式創(chuàng)新,從客戶端的需求及 SOC/MCU 的發(fā)展便可知端倪;除此之外,持續(xù)收集市場信息并將其運用在產品規(guī)格制訂上才是關鍵所在,千萬不能僅以當下能力來做判斷,這才是華邦保有持續(xù)競爭力的基石。
生產低碳產品是個持續(xù)性的工作,其層面涵蓋產品電路設計、制程研發(fā)、封裝形式及材料精進等,都能在節(jié)能減碳上有所貢獻。
華邦也洞見新時代產品的市場趨勢,持續(xù)投入資源,追求半導體設計、生產技術與產品的可持續(xù)創(chuàng)新,提供客戶低碳與低功耗之綠色產品,提升綠色商機競爭優(yōu)勢與市占率,并持續(xù)優(yōu)化以提升華邦整體可持續(xù)的競爭力。
HYPERRAM? 的節(jié)能減碳成果
HYPERRAM 應用于可穿戴設備等低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端產品,支持語音控制、tinyML 推理等功能,同時也適用于汽車儀表板、娛樂系統(tǒng)、工業(yè)機器視覺系統(tǒng)、HMI 顯示器和通信模塊等。
因應新興消費趨勢如可穿戴及智能設備等低耗電的市場需求,HYPERRAM 設計之理念在于取代傳統(tǒng)過去使用的 SDRAM,與 SDRAM 相比,其在工作方面能降低70%碳排量,待機能耗更降低至5%。
2022 年推出 HYPERRAM 3.0 行動內存,在 I/O 數(shù)增大一倍的情況下,進一步降低40% 每位轉換的能耗。2023 年推出低電壓且小尺寸系列之 HYPERRAM 1.2V WLCSP 與1.35V BGA49 封裝,其中1.2V HYPERRAM 較1.8V HYPERRAM 功耗更節(jié)省33%。 HYPERRAM 3.1 行動內存,是可穿戴設備的低功耗核心組件,搭配16位接口以增快傳輸速率并加速高解析圖片的加載傳輸速度,使其在低功耗、智能處理與 UI 顯示領域中樹立新標竿,為客戶提供更簡化、具有競爭力且長效電池續(xù)航力的的智能穿戴設計解決方案。
持續(xù)進化小尺寸封裝,從 SDRAM 的 TSOP BG60/54到 HYPERRAM BGA24,4x4mm2 的 BGA49 到晶圓級封裝 WLCSP,可見在使用小包材的情況下,生產過程中的碳排放量得以大幅降低。
良品裸晶KGD 對減碳的貢獻
華邦電子多年深耕于 KGD 領域,與芯片廠合作提供 SiP (System in Package) 多芯片封裝解決方案。配合邏輯芯片將內存一起封裝的 KGD 銷售模式,在凈零及環(huán)境可持續(xù)議題上發(fā)揮價值,創(chuàng)造以低碳與綠色產品為主之節(jié)能減碳終端產品。許多客戶透過華邦的專業(yè)協(xié)助,將內存產品 KGD 用于系統(tǒng)級封裝 (SiP) 解決方案。將內存與控制器芯片堆棧整合,并放入單個封裝或模塊中以提供 SiP 技術配置。其他組件的 KGD 也可與內存 KGD 堆棧,除了節(jié)省封裝材料、提升效能外,同時也可節(jié)省功耗與芯片面積。KGD 對減碳的貢獻:
減少材料浪費:KGD 技術通過在晶圓層面完成測試和篩選,確保每個晶粒均為良品后再與SoC進行整合封裝,有效降低材料浪費,同時減少電路板的占用空間。
簡化封裝流程:KGD 技術簡化了后續(xù)的組裝和封裝流程,進一步降低制造過程中的能源使用和碳排放。
減少能源消耗: 利用 SiP 多芯片封裝技術,可縮短傳輸路徑,降低附載電阻和寄生電容,同時減少 I/O 驅動能力需求,從而進一步降低能源消耗。
華邦CUBE 新產品線的減碳效果
高效能、低功耗設計與先進封裝,進一步延伸 KGD 的優(yōu)點。華邦全新 CUBE 產品結合先進制程和創(chuàng)新的低功耗電路設計,透過更高端的 2.5D 或 3D 封裝技術,可助力客戶在主流應用場景中實現(xiàn)邊緣 AI 運算。在附載電阻和寄生電容進一步降低的情況下,內存產品將實現(xiàn)更高的運行效率和更低的能耗,成為兼具高效能、低延遲和低功耗的內存解決方案。
CUBE 提供卓越的電源效率,功耗效能低于 1pJ/bit,能夠確保延長運行時間并優(yōu)化能源使用效率。
具備 256GB/s 至 1TB/s的帶寬,CUBE 在性能表現(xiàn)上遠超過行業(yè)標準。
CUBE 擁有更小的外形尺寸。目前基于 20nm 工藝,可以提供每顆芯片 1-8Gb 容量,并計劃于 2025 年引入 16nm 工藝。透過硅通孔(TSV)進一步增強性能,改善信號完整性、電源穩(wěn)定性、同時縮小 I/O 面積至 9um pitch 并提升散熱效果(當 CUBE 在下方、SoC 置上時尤為顯著)。
當 SoC(位于上層且無TSV)堆棧于 CUBE(位于下層且有TSV)上時,則有機會縮小 SoC 芯片的尺寸, 從而節(jié)省 TSV 所需面積,能夠為邊緣 AI 設備帶來更明顯的成本優(yōu)勢。
制程技術演進與減碳效益
制程技術演進:透過制程技術持續(xù)改善與微縮工藝,增加每片晶圓的裸晶顆粒產出,有效降低單顆裸晶的生產碳排量。每個完整制程節(jié)點能將單顆裸晶的生產碳排量降低約 20%~35%。
改良制造工藝:華邦在 DRAM 制造過程中,持續(xù)優(yōu)化工藝流程,包括減少制程步驟、提高材料利用率和改善制程設備的能源效率,這些措施相輔相成,大幅推動了生產過程中的節(jié)能減碳成效。
定制化解決方案(Customized Memory Solution, CMS)的節(jié)能減碳使命
除了利用再生能源生產產品,傾聽客戶需求、深入了解系統(tǒng)應用層面上的痛點及持續(xù)開發(fā)新產品以降低能耗,是定制化解決方案(CMS)極為重要且不可或缺的一環(huán),是專為企業(yè)需求量身打造的內存解決方案。這些解決方案根據(jù)特定應用場景或環(huán)境的要求進行設計和優(yōu)化,以提供最佳的性能、可靠性和成本效益。
定制化解決方案(CMS)通常涵蓋以下幾個方面:
內存容量和速度:根據(jù)應用程序的需要,定制不同容量和速度的內存模塊。
內存類型:提供適合特定需求的內存類型供選擇,如 DDR4、LPDDR4 等。
電源管理:優(yōu)化內存的功耗特性,以延長電池壽命并降低能源消耗。
可靠性和耐用性:針對苛刻環(huán)境(如工業(yè)、醫(yī)療或軍事應用)設計具備有更高耐用性和可靠性的內存。
這些定制解決方案通常由專業(yè)的內存供貨商或制造商提供,并根據(jù)客戶的具體需求進行設計和開發(fā),確保最佳的整體效能和系統(tǒng)兼容性。
通過提升產品附加價值,實現(xiàn)穩(wěn)定的銷售及獲利,是 CMS 持續(xù)努力的目標。未來,CMS 將推出更多高價值的產品,不僅滿足客戶在節(jié)能減碳方面的需求,還能為環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻,共同打造更干凈、綠色的未來環(huán)境。