开始囤货!中国科技企业大量购买三星HBM芯片

网络与存储 时间:2024-08-08来源:EEPW

8月6日,路透社报道称,中国科技巨头例如百度、华为以及部分初创公司都在囤积三星电子的高带宽存储器(HBM)芯片,以应对美国对华芯片出口限制。自今年年初以来,这些公司加大了对人工智能半导体的购买力度,使得中国企业占据了三星HBM约30%的收入份额。

美国计划8月公布的出口管制方案,无疑给全球半导体供应链带来了新的不确定性。特别是针对HBM芯片的限制措施,将直接影响中国AI企业的供应链安全。在此背景下,中国企业选择提前囤积HBM芯片,尤其是HBM2E型号,虽然该型号比最先进的HBM3E落后两代,但在当前市场环境下,确保供应稳定成为企业的首要任务。

HBM芯片成AI标配

       HBM意为高带宽存储器,是一种面向需要极高吞吐量的数据密集型应用程序的DRAM,HBM的作用类似于数据的“中转站”,就是将使用的每一帧,每一幅图像等图像数据保存到帧缓存区中,等待GPU调用。同时,AI芯片需高效处理大量并行数据,这要求强大的算力和充足的带宽。算力直接影响数据处理速度,带宽则决定每秒可访问数据量。算力由AI芯片本身决定,而带宽受存储器影响。存储能力成为限制AI芯片性能的关键因素之一。理想的存储器应具备高带宽、低能耗,并能在不增加占用面积的前提下扩展容量。

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HBM作为DRAM芯片领域的前沿技术,通过创新的3D堆叠工艺,将多层DRAM芯片精密叠加,并借助硅通孔(TSV)技术实现高效的垂直互联,这一设计极大地提升了数据传输带宽,降低了能耗,从而加速了数据处理效率,成为支撑AI服务器高性能运算不可或缺的核心元件,尤其适用于大规模模型训练与推理的算力密集型任务。当前,全球HBM市场主要由三星、SK海力士及美光三大巨头引领。

HBM凭借与2.5D CoWoS封装技术的结合及与AI算力芯片的协同工作,实现了算力性能的全面释放与优化。除了CoWoS这一成熟的先进封装解决方案外,还有台积电的下一代晶圆系统平台——CoW-SoW,旨在通过创新架构提升集成度与性能;SK海力士的HBM的硅通孔技术(TSV)应用,结合批量回流模制底部填充(MR-MUF)先进封装策略;以及三星推出的非导电薄膜热压缩技术(TC-NCF),通过热压缩与非导电薄膜的结合,实现高效热管理与封装密度的双重提升。

HBM市场“一夜爆红”

据研究机构数据显示,产能方面,2023~2024年HBM占DRAM总产能分别是2%及5%,至2025年占比预估将超过10%。产值方面,2024年起HBM之于DRAM总产值预估可逾20%,至2025年占比有机会逾三成。展望2025年,由主要AI解决方案供应商的角度来看,HBM规格需求大幅转向HBM3E,且将会有更多12hi的产品出现,带动单芯片搭载HBM的容量提升。2024年的HBM需求位元年成长率近200%,2025年可望将再翻倍。

l  2023年8月,SK海力士宣布开发完成HBM3E。今年3月,SK海力士宣布成功量产HBM3E,并在3月末开始向客户供货。

l  2024年2月26日美光宣布已经开始量产HBM3E,将应用于英伟达第二季度出货的H200 Tensor Core GPU。

l  2023年10月,三星方面宣布推出代号为Shinebolt的新一代HBM3E,在今年2月27日,其在其官网宣布开发出了业界首款36GB HBM3E 12H DRAM。根据外媒报导,三星已与AMD签订协议将供应HBM3E 12H DRAM用于AMD Instinct MI350系列AI芯片。

尽管市场上已推出最先进的HBM3E(即第五代HBM),引领技术前沿,但据外媒援引未具名消息源透露,中国企业在HBM采购上仍聚焦于HBM2E型号,这一选择相较于HBM3E存在两代的技术差距,反映出特定市场阶段下的实际需求与供应链策略。

值得注意的是,近期有外媒于7月31日报道,美国政府正酝酿于8月实施新一轮出口管制措施,目标直指中国获取AI存储芯片及其制造设备的渠道,意图阻断美光、SK海力士及三星等厂商向中国供应包括HBM2、HBM3乃至最新HBM3E在内的关键芯片产品。

国产存储HBM现状

中国企业对三星HBM芯片的高需求,部分原因在于国内技术开发尚未完全成熟,以及其他制造商的产能已被美国人工智能公司预订满。这一现状迫使中国企业不得不依赖外部供应,同时也激发了中国在HBM生产方面的自主努力。尽管目前中国企业在HBM生产上仍落后于国际先进水平,但已有企业在该领域取得了一定进展,为未来实现技术自主可控奠定了基础。

DRAM 原厂长鑫存储与芯片封装测试公司通富微电子合作开发了HBM芯片样品。目前已送样给潜在客户。长鑫存储有强大的DDR5能力,而HBM的基础就是DDR5加上先进封装TVS技术,而富通微正好有先进封装技术,二者结合强强联手。

还有,武汉新芯发布消息正在筹建新基地,生产国产高带宽存储器(HBM)产品,规划月产出能力≥3000片(12 英寸)。

由海力士与太极实业合资成立的海太半导体,具备高端DRAM封测能力。太极实业是目前国内唯一拥有16 层DRAM高堆叠技术储备的企业。由于海太半导体的技术源自海力士,目前已提供DRAM封装技术,并有望接受 HBM3(12层堆叠)封装订单。

最后的话

其实,中国企业的囤积行为并非没有风险。一方面,高昂的采购成本可能对企业财务造成一定压力;另一方面,如果美国最终实施更严格的出口管制,已囤积的HBM芯片也可能面临无法持续供应的问题。因此,中国企业在加大采购力度的同时,也应加快自主研发步伐,提升国内芯片产业的整体竞争力。

7月31日,外交部发言人林剑表示,中方已多次就美国恶意封锁打压中国的半导体产业,阐明严正立场。美方将经贸科技问题政治化、泛安全化、工具化,不断加码对华的芯片出口管制,胁迫别国打压中国半导体产业,严重破坏国际贸易规则,损害全球产供链稳定,不利于任何一方。中方对此一贯坚决反对,我要强调的是遏制打压,阻挡不了中国的发展,只会增强中国科技自立自强的决心和能力。

关键词: HBM芯片 人工智能 三星

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