HBM，大战再起
昨日，英偉達發布了更新後的H200 GPU。該芯片的最大改變來自使用了HBM3e。然而，據韓媒報道，在英偉達發布新GPU之後，一場圍繞HBM的爭奪战已悄然打響。
韓國雙雄，爭霸HBM
韓國經濟日報在報道中指出，隨着美國無晶圓廠芯片設計商英偉達公司周一推出其新的人工智能芯片組 H200 Tensor Core GPU，三星電子公司和 SK 海力士公司等韓國存儲芯片制造商對其高帶寬內存 (HBM) 銷售的快速增長寄予厚望。
報道表示。隨着人工智能芯片競爭的加劇，全球最大的兩家存儲芯片制造商三星和 SK 海力士正准備將 HBM 產量提高至 2.5 倍。
三星存儲芯片業務副總裁 Kim Jae-joon 在 10 月份表示，三星電子還完成了與主要客戶關於明年 HBM 供應的談判。
據了解，三星正在向 AMD 提供 HBM3 和交鑰匙封裝服務。據業內人士透露，這家全球頂級內存芯片制造商還在8 月下旬通過了 Nvidia A100 和 H100 的 HBM3 質量驗證；目前尚未正式確認是否向Nvidia供應HBM3。
僅次於三星的全球第二大內存芯片制造商SK海力士則早於今年8月向Nvidia提供了HBM3E的樣品，即HBM3的擴展版本。而SK 海力士正在向 AMD 供應 HBM3。
SK 海力士 DRAM 營銷副總裁 Park Myoung-soo 也強調：“公司明年第四代 HBM3 產品和第五代 HBM3E 產品的供應量都在增加，並已完全售空。現在更是與客戶和合作夥伴就 2025 年 HBM 產量進行生產和供應的討論也在進行中。”
除了韓國雙雄以外，全球第三大 DRAM 公司美光也將從 2024 年开始積極瞄准高帶寬內存 (HBM) 市場。市場專家預測，三星電子、SK 海力士和美光之間爭奪更大市場份額的競爭將會加劇。
據業內人士透露，美光在上季度的財報電話會議上表示，它已經开發出了業界最好的 HBM3E 產品，並將於 2024 年初开始生產，並創下有意義的銷量。HBM3E 是 HBM 的下一代版本，被認爲是比當前市場領先產品 HBM2 和 HBM3 更高附加值的產品。
美光正在向包括 Nvidia 在內的主要企業 HBM 客戶發送 HBM3E 樣品，讓他們測試其性能。Nvidia 一直在向 OpenAI、谷歌、微軟等公司提供 AI 加速器，其中 HBM 封裝在其圖形處理單元 (GPU) 中。人工智能加速器是用於推進生成式人工智能服務的服務器的關鍵組件。
目前，HBM市場由三星電子和SK海力士佔據主導地位。市場研究公司 TrendForce 的數據顯示，三星和 SK 海力士預計將分別佔據 HBM 46% 和 49% 的市場份額，美光將在 2023 年佔據其余市場份額。
在這種情況下，美光明年愿意瞄准下一代HBM市場，預計將對三星電子和SK海力士產生負面影響。這是因爲美光的 HBM 供應可能會緩解 HBM 短缺問題，並加劇 HBM 制造商之間的價格競爭。鑑於美光是一家美國公司，分析人士表示，英偉達和AMD等大公司可能會青睞與美光同國籍的產品。“隨着美光宣布積極進軍市場，競爭很可能會加劇，”一位半導體業內人士表示。
美光則透露，英偉達有望在2024年使用其HBM3E。
兩大巨頭，各顯神通
回看HBM的發展，資料顯示，該技術從13年开始出現在半導體市場，且已經擴展到第一代(HBM)、第二代(HBM2)、第三代(HBM2E)，目前是第四代(HBM3)。
在2021年10月，SK海力士在業界首次成功开發HBM3，通過將其獨家供應給在AI用GPU上擁有全球領先份額的英偉達，從而獲得HBM市場的領先份額。最近他們還开發了第五代HBM3E，預計從24年上半年开始量產，2026年計劃第六代HBM4。
報道支出，SK海力士自從HBM3獲得市場領先份額以來，在不斷擴大產能，以增強HBM3E等下一代產品的量產能力。在對HBM最大客戶英偉達繼HBM3獨家供應之後，獨家供應至第五代HBM3E，確保其在HBM市場的優勢。
SK海力士於2023年6月开始HBM3E的樣品出貨，其擁有廣泛領先的性能，能滿足开發者需求。首先，該芯片每秒最多可以處理1.15TB(兆字節)以上的數據。與HBM3相比，處理速度提高了1.3倍，容量提高了1.4倍；另外，HBM3在8層層疊中爲16 GB，12層層疊爲24 GB封裝，HBM3E在8層中具有24 GB容量，今後還將开發12層層疊的36 GB的封裝。
SK海力士的HBM3E更是應用了“Advanced MR-MUF”的最新封裝技術，產品的熱釋放性能比以往提高了10%。該封裝技術從應用到HBM3的現有MR-MUF技術補充了短處——引入了克服芯片翹曲的新技術，並用新的保護材料改善了散熱性。
在SK海力士高歌猛進的同時，三星電子已完成HBM3的量產准備。據透露，他們計劃2023年下半年开始進入量產階段。
衆所周知，三星不僅是一個名列前茅的存儲供應商，也是一個領先的在晶圓代工廠，同時也有封裝業務。
爲此這種情況下，三星電子不僅利用HBM的內存，還充分利用自己公司的封裝技術推動了一起提供到基金業務的周轉解決方案。對於SK海力士和美光來說，這是一種將這樣的優勢攻克爲武器的战略，因爲他們不擁封裝的技術。
對於三星電子來說，“2.5D封裝技術”在大大擴大HBM3供應量方面的重要性越來越高。具體來說，就是他們推出的一項被稱爲“I-Cube”(I-Cube)的技術。根據HBM模塊的搭載數，發展爲I-Cube 2(搭載了2個HBM)等。
根據三星的規劃，到2024年4~6月期間，公司講量產I-Cube 4，7~9月期間，公司則計劃批量生產I-Cube 8。三星電子稱，在將該技術與HBM一起提供，可使供應量大大擴大。
正如大家所看到，在HBM中，產能往往成爲瓶頸，而三星電子的一系列解決方案有望解決這些問題。目前英偉達和AMD等採用台積電的“CoWoS”技術，但該技術也沒有充分增加生產容量。
基於這種情況，三星電子向英偉達提出了封裝服務和HBM3供應之前的周轉關鍵服務，但會發生什么還是未知數。
雖然可以用轉向鑰匙制作產品是其優點，但是從在HBM3中用SK 海力士的MUF技術獲得市場領先份額的狀況來看，利用三星電子的HBM3的風險很高，其他的危險因素也很多。
美光和台積電，會成爲X因素？
如前文所說，美光在HBM市場沒有多少影響力。但他們也正在發力。在他們看來，通過技術進步帶來的產品性能提升，會是公司發力的根本助推器。
據了解。美光的 24 GB HBM3E 模塊基於八個堆疊 24Gbit 內存芯片制造。而改芯片採用該公司的 1β (1-beta) 制造工藝制造。領先的技術讓這些模塊的數據速率高達 9.2 GT/秒，使每個堆棧的峰值帶寬達到 1.2 TB/s，比現有最快的 HBM3 模塊提高了 44%。與此同時，該公司不會停止其基於 8-Hi 24 Gbit 的 HBM3E 組件。他們宣布，繼开始量產 8-Hi 24GB 堆棧後，計劃於 2024 年推出超大容量 36 GB 12-Hi HBM3E 堆棧。
美光首席執行官補充道：“我們預計將於 2024 年初开始 HBM3E 的生產，並在 2024 財年實現可觀的收入。”
在美光來勢洶洶的同時，台積電也宣布將CoWoS產能擴大兩倍(每月1萬6000張)。這就意味着三星電子要想成功完成上面討論的提案，就必須在台積電完成增設的准備工作之前按照英偉達要求的質量和規格成功量產。目前很難期待比TSMC的CoWoS更高的性能，對但三星電子來說這是最後的機會一決高下。
同時，由於三星尚未確定與英偉達的合同，他們在與SK海尼克斯的競爭中苦战仍在繼續。
HBM作爲今後AI時代的必備材料，在最近記憶半導體的不景氣中也有很大的收益性。雖然在內存市場中比例還不大，但據說盈利能力是其他DRAM的5-10倍。尤其是SK海力士在2023年7-9月當季DRAM業務兩個季度來首次轉爲盈余，由此發揮了HBM的威力。HBM市場預計年均最大將擴大至80%。
由此可見。今後HBM的影響力將進一步加大。
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