華邦電子的節能減碳創(chuàng )新之路

作者：華邦電子

隨著(zhù)全球對環(huán)保議題和可持續發(fā)展的重視，低碳產(chǎn)品的需求持續攀升。而科技進(jìn)步和應用場(chǎng)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(lái)自于以下幾個(gè)領(lǐng)域：

智能手機和便攜設備：隨著(zhù)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(wù)處理及延長(cháng)使用時(shí)間。低功耗的內存有助于延續電池壽命，提升用戶(hù)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(lǐng)域的應用越來(lái)越廣泛，這些設備通常需要較長(cháng)時(shí)間運作且在電池供電的情況下執行，因此，對低功耗的需求極為迫切。
  
• 汽車(chē)電子：自動(dòng)駕駛和電動(dòng)汽車(chē)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(lái)支持實(shí)時(shí)數據處理和分析，以延長(cháng)電池續航里程。
  
• 工業(yè)自動(dòng)化：在工業(yè)自動(dòng)化中，低功耗內存能幫助提升設備的可靠性和效能，同時(shí)減少營(yíng)運成本和能源消耗。
  
• 智能家居設備：智能家居系統需要低功耗的內存來(lái)維持長(cháng)時(shí)間的待機和實(shí)時(shí)反應能力，進(jìn)一步提升整體系統的能源效率。
  
  

低碳產(chǎn)品其實(shí)不一定是破壞式創(chuàng )新，從客戶(hù)端的需求及 SOC/MCU 的發(fā)展便可知端倪；除此之外，持續收集市場(chǎng)信息并將其運用在產(chǎn)品規格制訂上才是關(guān)鍵所在，千萬(wàn)不能僅以當下能力來(lái)做判斷，這才是華邦保有持續競爭力的基石。

生產(chǎn)低碳產(chǎn)品是個(gè)持續性的工作，其層面涵蓋產(chǎn)品電路設計、制程研發(fā)、封裝形式及材料精進(jìn)等，都能在節能減碳上有所貢獻。

華邦也洞見(jiàn)新時(shí)代產(chǎn)品的市場(chǎng)趨勢，持續投入資源，追求半導體設計、生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品的可持續創(chuàng )新，提供客戶(hù)低碳與低功耗之綠色產(chǎn)品，提升綠色商機競爭優(yōu)勢與市占率，并持續優(yōu)化以提升華邦整體可持續的競爭力。

HYPERRAM™ 的節能減碳成果

HYPERRAM 應用于可穿戴設備等低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品，支持語(yǔ)音控制、tinyML 推理等功能，同時(shí)也適用于汽車(chē)儀表板、娛樂(lè )系統、工業(yè)機器視覺(jué)系統、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(chǎng)需求，HYPERRAM 設計之理念在于取代傳統過(guò)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(dòng)內存，在 I/O 數增大一倍的情況下，進(jìn)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 功耗更節省33%。 HYPERRAM 3.1 行動(dòng)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(lǐng)域中樹(shù)立新標竿，為客戶(hù)提供更簡(jiǎn)化、具有競爭力且長(cháng)效電池續航力的的智能穿戴設計解決方案。
  
• 持續進(jìn)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(jiàn)在使用小包材的情況下，生產(chǎn)過(guò)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(lǐng)域，與芯片廠(chǎng)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(xiāo)售模式，在凈零及環(huán)境可持續議題上發(fā)揮價(jià)值，創(chuàng )造以低碳與綠色產(chǎn)品為主之節能減碳終端產(chǎn)品。許多客戶(hù)透過(guò)華邦的專(zhuān)業(yè)協(xié)助，將內存產(chǎn)品 KGD 用于系統級封裝 (SiP) 解決方案。將內存與控制器芯片堆棧整合，并放入單個(gè)封裝或模塊中以提供 SiP 技術(shù)配置。其他組件的 KGD 也可與內存 KGD 堆棧，除了節省封裝材料、提升效能外，同時(shí)也可節省功耗與芯片面積。KGD 對減碳的貢獻:

減少材料浪費：KGD 技術(shù)通過(guò)在晶圓層面完成測試和篩選，確保每個(gè)晶粒均為良品后再與SoC進(jìn)行整合封裝，有效降低材料浪費，同時(shí)減少電路板的占用空間。

• 簡(jiǎn)化封裝流程：KGD 技術(shù)簡(jiǎn)化了后續的組裝和封裝流程，進(jìn)一步降低制造過(guò)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(shù)，可縮短傳輸路徑，降低附載電阻和寄生電容，同時(shí)減少 I/O 驅動(dòng)能力需求，從而進(jìn)一步降低能源消耗。
  
  

華邦CUBE 新產(chǎn)品線(xiàn)的減碳效果

高效能、低功耗設計與先進(jìn)封裝，進(jìn)一步延伸 KGD 的優(yōu)點(diǎn)。華邦全新 CUBE 產(chǎn)品結合先進(jìn)制程和創(chuàng )新的低功耗電路設計，透過(guò)更高端的 2.5D 或 3D 封裝技術(shù)，可助力客戶(hù)在主流應用場(chǎng)景中實(shí)現邊緣 AI 運算。在附載電阻和寄生電容進(jìn)一步降低的情況下，內存產(chǎn)品將實(shí)現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(cháng)運行時(shí)間并優(yōu)化能源使用效率。

• 具備 256GB/s 至 1TB/s的帶寬，CUBE 在性能表現上遠超過(guò)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(guò)硅通孔（TSV）進(jìn)一步增強性能，改善信號完整性、電源穩定性、同時(shí)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(shí)尤為顯著(zhù)）。
  
• 當 SoC（位于上層且無(wú)TSV）堆棧于 CUBE（位于下層且有TSV）上時(shí)，則有機會(huì )縮小 SoC 芯片的尺寸, 從而節省 TSV 所需面積，能夠為邊緣 AI 設備帶來(lái)更明顯的成本優(yōu)勢。
  
  

制程技術(shù)演進(jìn)與減碳效益

制程技術(shù)演進(jìn)：透過(guò)制程技術(shù)持續改善與微縮工藝，增加每片晶圓的裸晶顆粒產(chǎn)出，有效降低單顆裸晶的生產(chǎn)碳排量。每個(gè)完整制程節點(diǎn)能將單顆裸晶的生產(chǎn)碳排量降低約 20%~35%。

• 改良制造工藝：華邦在 DRAM 制造過(guò)程中，持續優(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(dòng)了生產(chǎn)過(guò)程中的節能減碳成效。
  
  

定制化解決方案(Customized Memory Solution, CMS)的節能減碳使命

除了利用再生能源生產(chǎn)產(chǎn)品，傾聽(tīng)客戶(hù)需求、深入了解系統應用層面上的痛點(diǎn)及持續開(kāi)發(fā)新產(chǎn)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(zhuān)為企業(yè)需求量身打造的內存解決方案。這些解決方案根據特定應用場(chǎng)景或環(huán)境的要求進(jìn)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(gè)方面：

• 內存容量和速度：根據應用程序的需要，定制不同容量和速度的內存模塊。
  
• 內存類(lèi)型：提供適合特定需求的內存類(lèi)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(cháng)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(zhuān)業(yè)的內存供貨商或制造商提供，并根據客戶(hù)的具體需求進(jìn)行設計和開(kāi)發(fā)，確保最佳的整體效能和系統兼容性。

通過(guò)提升產(chǎn)品附加價(jià)值，實(shí)現穩定的銷(xiāo)售及獲利，是 CMS 持續努力的目標。未來(lái)，CMS 將推出更多高價(jià)值的產(chǎn)品，不僅滿(mǎn)足客戶(hù)在節能減碳方面的需求，還能為環(huán)保和可持續發(fā)展做出更大的貢獻，共同打造更干凈、綠色的未來(lái)環(huán)境。

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關(guān)于華邦電子

華邦電子為全球半導體存儲解決方案領(lǐng)導廠(chǎng)商，主要業(yè)務(wù)包含產(chǎn)品設計、技術(shù)研發(fā)、晶圓制造、營(yíng)銷(xiāo)及售后服務(wù)，致力于提供客戶(hù)全方位的利基型內存解決方案。華邦電子產(chǎn)品包含利基型動(dòng)態(tài)隨機存取內存、行動(dòng)內存、編碼型閃存和TrustME® 安全閃存，廣泛應用在通訊、消費性電子、工業(yè)用以及車(chē)用電子、計算機周邊等領(lǐng)域。華邦電子總部位于中國臺灣中部科學(xué)園區，在臺中與高雄設有兩座12寸晶圓廠(chǎng)，未來(lái)將持續導入自行開(kāi)發(fā)的制程技術(shù)，為合作伙伴提供高質(zhì)量的內存產(chǎn)品。此外，華邦在中國大陸及香港地區、美國、日本、以色列、德國等地均設有子公司，負責營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)并為客戶(hù)提供本地支持服務(wù)。

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