電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）根據(jù)韓媒sedaily 的最新報(bào)道，三星華城17號(hào)產(chǎn)線已開始量產(chǎn)并向英偉達(dá)供應(yīng)HBM3內(nèi)存。同時(shí)，美光已經(jīng)為英偉達(dá)供應(yīng)HBM3E。至此，高端HBM內(nèi)存的供應(yīng)由SK海力士一家獨(dú)大，變?yōu)槿?、SK海力士和美光的“三分天下”。

當(dāng)然，國產(chǎn)HBM也迎來了積極進(jìn)展，國芯科技和紫光國微都公開透露過進(jìn)展。

HBM對高性能計(jì)算至關(guān)重要

HBM也就是?高帶寬存儲(chǔ)器，?以其高帶寬和快速的數(shù)據(jù)傳輸速度，?在高性能計(jì)算領(lǐng)域扮演著核心角色。HBM是典型的3D結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，利用了業(yè)界最領(lǐng)先的3D封裝技術(shù)，也是2D封裝轉(zhuǎn)向2.5D封裝的重要組成部分。

HBM利用TSV硅穿孔技術(shù)和微凸點(diǎn)（Microbump）技術(shù)將DRAM Die和Logic Die堆疊在一起，進(jìn)而形成具有高速和高存儲(chǔ)密度的內(nèi)存形態(tài)。然后通過先進(jìn)封裝技術(shù)，HBM可以與GPU或其他計(jì)算芯片相連，能夠大大增加計(jì)算的內(nèi)存帶寬。

比如，在業(yè)界知名的英偉達(dá)計(jì)算卡上，HBM是發(fā)揮高性能計(jì)算能力的關(guān)鍵。在英偉達(dá)新一代GPU芯片B200上，每顆B200芯片都配備了高達(dá)192GB的HBM內(nèi)存，提供高達(dá)8TB/s的帶寬速度，這款計(jì)算卡上的HBM為HBM3E。此外，英偉達(dá)A100、H100、H200均采用了不同規(guī)格的HBM內(nèi)存，打破了困擾高性能計(jì)算的“內(nèi)存墻”。

過去幾年，SK海力士一直都是英偉達(dá)HBM的主要供應(yīng)商。由于英偉達(dá)是高端HBM的主要采購商，因此SK海力士也被認(rèn)為是主導(dǎo)HBM市場發(fā)展。從數(shù)據(jù)方面來看，根據(jù)市場研究公司TrendForce的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年SK海力士占全球HBM市場規(guī)模的53%，比三星和美光加起來還要多，后兩者的市場占比分別為38%和9%。

HBM讓SK海力士賺得盆滿缽滿，根據(jù)SK海力士公司財(cái)報(bào)，該公司今年一季度銷售額高達(dá)12.4萬億韓元（約合90億美元），同比增長144%，顯著好于市場預(yù)期，此前市場估計(jì)的數(shù)額是1.8萬億韓元（約合13億美元）。SK海力士首席財(cái)務(wù)官 Kim Woohyun表示，“憑借HBM引領(lǐng)的AI內(nèi)存領(lǐng)域業(yè)界最頂尖的技術(shù)，我們已經(jīng)進(jìn)入明顯的復(fù)蘇階段。”根據(jù)此前的報(bào)道，雖然SK海力士2024年計(jì)劃要讓HBM產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)翻番，不過該公司HBM內(nèi)存生產(chǎn)配額已經(jīng)全部售罄。

三星和美光加大追趕力度

有分析師預(yù)估，SK海力士在HBM業(yè)務(wù)方面的營業(yè)利潤率是普通DRAM內(nèi)存業(yè)務(wù)的兩倍。如此賺錢的生意，三星和SK海力士定然虎視眈眈。根據(jù)三星內(nèi)部人士透露，三星內(nèi)部已經(jīng)定下目標(biāo)，那就是取得英偉達(dá)的測試認(rèn)證，并持續(xù)引領(lǐng)HBM內(nèi)存技術(shù)發(fā)展。

目前，在三星官網(wǎng)主推的是HBM3 Icebolt ，能夠完全滿足HBM3內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)，采用12層高速DRAM，提供6.4Gbps處理速度和高達(dá)819GB/s的帶寬。從容量來看，三星HBM3 Icebolt單Die容量為16Gb，單顆HBM內(nèi)存的容量可以達(dá)到24GB，以目前大部分2.5D封裝1個(gè)計(jì)算核心加上4顆HBM的配置，那么單個(gè)計(jì)算卡就可以提供96GB的大容量內(nèi)存。如果是1個(gè)計(jì)算核心配8顆HBM，那么容量將達(dá)到192GB。

在高端HBM供應(yīng)上，要想引領(lǐng)市場的發(fā)展，就需要獲得英偉達(dá)的認(rèn)可，因?yàn)樵摴居?jì)算芯片占據(jù)全球超過80%的市場份額。近一段時(shí)間以來，三星和英偉達(dá)之間的項(xiàng)目似乎并不順暢，接連傳出“三星HBM良率過低”，“英偉達(dá)要求三星更改HBM芯片設(shè)計(jì)”等傳聞，雖然三星對上述不利傳聞都進(jìn)行了否認(rèn)，但遲遲不見工廠量產(chǎn)，確實(shí)對三星不利。

根據(jù)韓媒的最新報(bào)道，三星華城17號(hào)產(chǎn)線已經(jīng)開始量產(chǎn)HBM3內(nèi)存，并為英偉達(dá)供貨，目前這一消息沒有得到三星和英偉達(dá)方面的證實(shí)。然而，相比過往，目前三星HBM開始有好消息了。同時(shí)，有三星供應(yīng)鏈人士稱，三星在HBM3、HBM3E和HBM4產(chǎn)能規(guī)劃上非常積極，目前已經(jīng)暫緩NAND閃存產(chǎn)線投資計(jì)劃，并將平澤P4工廠轉(zhuǎn)為DRAM專用生產(chǎn)線以彌補(bǔ)通用DRAM供應(yīng)不足，保障HBM和DDR5內(nèi)存的供應(yīng)。

正如上述提到的，三星現(xiàn)在的競爭對手不只有SK海力士，還有同樣覬覦SK海力士訂單的美光。美光在2022年大膽放棄了HBM3的研發(fā)和量產(chǎn)計(jì)劃，將精力集中在HBM3E內(nèi)存的研發(fā)和改進(jìn)上。這一決策取得了巨大的成功，目前美光HBM3E內(nèi)存已經(jīng)向英偉達(dá)供貨，并且產(chǎn)品的能效比很有優(yōu)勢。按照美光的官方數(shù)據(jù)，8Hi堆疊的24GB HBM3E內(nèi)存功耗比競品低30%。

當(dāng)前，美光已經(jīng)開始向英偉達(dá)H200 AI GPU出貨HBM3E內(nèi)存，今年三季度這款高性能的計(jì)算芯片就將開始大規(guī)模量產(chǎn)。

從目前的進(jìn)度來看，三星似乎落后了，不過中國臺(tái)灣供應(yīng)鏈方面的消息稱，三星電子之前要求其合作伙伴撥出與HBM3E供應(yīng)有關(guān)的產(chǎn)能準(zhǔn)備，三星HBM3E已經(jīng)于今年4月份實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。當(dāng)前三星HBM3E已經(jīng)通過了英偉達(dá)的驗(yàn)證，將會(huì)在今年三季度大規(guī)模供貨。按照三星的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，該公司將會(huì)在7月31日舉行財(cái)務(wù)報(bào)告會(huì)議，相當(dāng)一部分分析師認(rèn)為，三星將會(huì)在這場會(huì)議里官宣HBM3E的進(jìn)度。

進(jìn)入2024年，三星半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)據(jù)悉已經(jīng)開展四次改組和調(diào)整，目標(biāo)就是打造出一個(gè)具有行業(yè)競爭力的HBM團(tuán)隊(duì)，將專注于HBM3、HBM3E和HBM4技術(shù)研發(fā)，目標(biāo)讓三星取得HBM技術(shù)發(fā)展領(lǐng)軍者的地位。

目前，三星、SK海力士和美光在HBM3E方面的進(jìn)展已經(jīng)同步，單顆HBM容量步調(diào)一致。不過，美光和三星的挑戰(zhàn)都在于良率，據(jù)悉SK海力士在HBM3E方面的良率在5月份就已經(jīng)超過了80%，到英偉達(dá)產(chǎn)品開始上量的時(shí)候，SK海力士在HBM3E良率方面應(yīng)該會(huì)具備一定的優(yōu)勢。當(dāng)然，SK海力士的挑戰(zhàn)在于產(chǎn)能。

國產(chǎn)廠商積極參與HBM打造

HBM是先進(jìn)封裝重要的組成部分，主流的HBM制造工藝是TSV+Micro bumping+TCB，要實(shí)現(xiàn)這些步驟就需要對應(yīng)的設(shè)備和材料。有業(yè)內(nèi)人士表示，IC設(shè)備和材料供應(yīng)商已經(jīng)接到來自中國大陸廠商的訂單需求。

從生產(chǎn)廠商進(jìn)展來看，目前國內(nèi)頭部的封裝企業(yè)都能夠提供支持HBM生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，比如TSV和Micro bumping，不過在精度方面，預(yù)計(jì)和國際大廠還有一定的差距。

從產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)展來看，國內(nèi)國芯科技和紫光國微等廠商都在布局HBM研發(fā)。此前，國芯科技在回答投資者問時(shí)表示，該公司在客戶定制服務(wù)產(chǎn)品中使用HBM接口IP技術(shù)，目前正在基于先進(jìn)工藝開展流片驗(yàn)證工作。紫光國微也回應(yīng)投資者稱，該公司的HBM產(chǎn)品目前還處于研發(fā)階段，已經(jīng)通過初樣測試。

由于先進(jìn)制程的問題，國產(chǎn)芯片在先進(jìn)封裝方面的布局很難跟隨臺(tái)積電、英特爾和三星方面的技術(shù)路線，這就導(dǎo)致國產(chǎn)芯片對于HBM的需求也定然和英偉達(dá)等公司的需求不同。當(dāng)然，說這些還為時(shí)尚早，目前國產(chǎn)HBM內(nèi)存仍處于從0到1的技術(shù)攻關(guān)階段。

結(jié)語

HBM因?yàn)楦咝阅?、高帶寬和高存?chǔ)密度的優(yōu)點(diǎn)，在高性能計(jì)算芯片打造的過程中，具有明顯的優(yōu)勢，打破了長期困擾高性能計(jì)算芯片發(fā)展的“內(nèi)存墻”問題。相較于傳統(tǒng)DRAM，HBM具有更高的溢價(jià)空間，這讓SK海力士賺得盆滿缽滿。隨著三星和美光在HBM、HBM3E以及未來的HBM4上持續(xù)發(fā)力，HBM市場將由一家獨(dú)大，轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭痔煜隆薄?br />
對于國產(chǎn)廠商而言，HBM是打造先進(jìn)封裝非常重要的一環(huán)，目前國內(nèi)也在積極地籌備，爭取盡早實(shí)現(xiàn)0到1的突破。