سامسونغ إلكترونيكس الكورية الجنوبية وSK هاينكس الكورية الجنوبية تدفعان نحو الإنتاج الضخم لـ HBM4 ذي 16 طبقة، مع تسارع ترقية بطاقات المسبار

أخبار ar.wedoany.com، أعلنت شركتا سامسونغ إلكترونيكس وSK هاينكس الكوريتان الجنوبيتان في عام 2026 تباعاً أن ذاكرة HBM4 المكدسة بـ 16 طبقة قد دخلت مرحلة الإنتاج الضخم التصاعدي. مع دمج المزيد من رقاقات DRAM النيئة، والفتحات السلكية العمودية (TSV)، والنقاط الدقيقة (micro bumps) في شريحة الذاكرة الواحدة، بدأت دقة مرحلة اختبار الرقاقات النيئة (wafer testing) تؤثر بشكل مباشر على معدل الإنتاجية النهائي. أصبحت بطاقات المسبار (probe cards)، التي كانت تُعتبر في السابق مواد استهلاكية للاختبار، أداة رئيسية للتحكم في معدل التلف وتكاليف الإنتاج في خطوط إنتاج HBM4.

تتصل بطاقة المسبار بوسادات الرقاقة النيئة عبر عشرات الآلاف من المجسات الميكرومترية لإجراء اختبارات الأداء الكهربائي وفرز العيوب على الشريحة. تستخدم ذاكرة HBM4 ذات 16 طبقة تكديساً عمودياً لطبقات الرقاقات النيئة المتعددة، وأي عيب في أي طبقة يمكن أن يؤدي إلى تلف الشريحة بأكملها. بحساب معدل إنتاجية 97% لكل طبقة نيئة، سينخفض معدل الإنتاجية الإجمالي بعد التكديس إلى أقل من 61%، لذلك يجب فرز الرقاقات النيئة المعيبة بأكبر قدر ممكن من الدقة قبل دخولها مرحلة التكديس.

صرّح فيصل غورياوالا، مدير إدارة منتجات SLM في شركة سينوبسيس الأمريكية، أن بيانات مزودي الخدمات السحابية أظهرت بالفعل أن فشل ذاكرة HBM هو سبب رئيسي لأعطال وحدات معالجة الرسوميات (GPU) في مراكز البيانات. تتسع واجهة ذاكرة HBM4 إلى 2048 بت، ويزداد عدد الفتحات السلكية العمودية والنقاط الدقيقة الإجمالي، مع استمرار تقلص المسافة بين النقاط الخارجية، مما يفرض متطلبات أعلى على دقة تحديد المواقع، وكثافة القنوات، وسلامة الإشارة، واستقرار التلامس لبطاقات المسبار.

تُشكّل المسافات الدقيقة (fine pitch) التحدي الأكثر مباشرة في التصنيع. تم ضغط مسافة النقاط في HBM4 إلى أقل من 40 ميكرومتراً، وتقترب في بعض المناطق من 10 ميكرومترات، مما يتطلب التحكم في دقة تحديد موضع المسبار ضمن ±1 ميكرومتر، مع ضمان توزيع متساوٍ للقوة على عشرات الآلاف من المجسات. تجد المجسات الكابولية التقليدية صعوبة في تلبية هذا المطلب، وتُصبح مجسات MEMS المصنّعة بتقنيات الطباعة الحجرية والمعالجة الدقيقة الكهروميكانيكية (MEMS) الحل الرئيسي لاختبار HBM المتطور.

في الوقت نفسه، يجب أن يتعامل اختبار HBM4 أيضاً مع التيار العالي، والإشارات عالية السرعة، وكثافة التدفق الحراري العالية. يزيد استهلاك الطاقة الذروة لشريحة HBM4 الواحدة المكدسة بأكثر من 50% مقارنة بالجيل السابق، وقد تحمل بطاقة المسبار الواحدة مئات الأمبيرات أثناء عملية الاختبار، مما يؤدي إلى تسريع تآكل المجسات في النقاط الساخنة المحلية. كما يتطلب معدل نقل البيانات الذي يتجاوز 10 جيجابت في الثانية استخدام مواد منخفضة الفقد في ركيزة بطاقة المسبار، والتحكم الصارم في طول الخطوط التفاضلية واستمرارية المعاوقة، لتقليل التداخل المتبادل للإشارة بين القنوات المتجاورة.

تتسبب الحرارة الناتجة عن التكديس بـ 16 طبقة أيضاً في تشوه الرقاقة النيئة وهيكل المسبار. قد تُحدث الرقاقة النيئة مقاس 12 بوصة انحناءً يبلغ حوالي 200 ميكرومتر أثناء الاختبار في درجات الحرارة العالية، بينما يتطلب اختبار HBM تغطية بيئات درجات الحرارة العادية والعالية والمنخفضة، ويجب أن تحافظ مادة المسبار على مقاومة تلامس مستقرة نسبياً ضمن نطاق يتراوح بين 40 درجة مئوية تحت الصفر و 125 درجة مئوية. لتقليل انحراف المحاذاة الناتج عن تغيرات درجة الحرارة، تتحول ركائز بطاقات المسبار المتطورة من مادة FR-4 التقليدية إلى نيتريد الألومنيوم، وكربيد السيليكون، والسيراميك منخفض التمدد، والزجاج.

حالياً، تطورت بطاقات المسبار المتطورة من لوحات دبابيس بسيطة إلى أنظمة اختبار معقدة تشمل طبقات تحويل مكاني، وركائز متعددة الطبقات، ومصفوفات مجسات عالية الكثافة. يُستخدم نيتريد الألومنيوم بشكل أساسي لتحقيق التوازن بين تبديد الحرارة والتحكم في التمدد الحراري، ويُستخدم كربيد السيليكون لاختبارات كثافة الطاقة الأعلى، بينما يمكن استخدام المواد الزجاجية لمسارات الإشارات عالية السرعة. يمكن للمجسات المصنّعة بتقنية MEMS التحكم في حجم طرف المسبار، ومرونته، وقوة التلامس على مقياس الميكرومتر، ويمكن لبعض المنتجات المتطورة دعم أكثر من 500,000 تلامس، ويصل عمر بعض الطرازات إلى مليون تلامس.

يُهيمن حالياً على سوق بطاقات المسبار العالمية المتطورة لذاكرة التخزين كل من شركة FormFactor الأمريكية، وشركة Technoprobe الإيطالية، وشركة MJC اليابانية، حيث تسيطر هذه الشركات الثلاث مجتمعة على أكثر من 70% من حصة السوق العالمية لبطاقات مسبار MEMS لذاكرة التخزين. من بينها، دخلت FormFactor بالفعل في نظام توريد شركات الذاكرة مثل سامسونغ إلكترونيكس وSK هاينكس الكوريتين الجنوبيتين، وارتفع سعر المنتجات المساندة لـ HBM4 مقارنة بالجيل السابق.

كما يدفع المصنعون الصينيون قدماً نحو الإنتاج الضخم لبطاقات مسبار MEMS. بلغت الحصة السوقية العالمية لشركة China Strong Semiconductor في عام 2025 حوالي 3.87%، لتحتل المرتبة السادسة عالمياً، لكن بطاقات المسبار فائقة الدقة وعالية التيار وعالية التردد الموجهة لـ HBM4 لا تزال في مرحلة التحقق. مع توسع طاقة إنتاج HBM، يتحول محور المنافسة في بطاقات المسبار من مجرد زيادة عدد المجسات إلى منافسة شاملة في المواد، والإدارة الحرارية، وسلامة الإشارة، والقدرات التصنيعية على مستوى الميكرومتر.