人工智能熱潮下，高端存儲(chǔ)芯片（HBM）庫(kù)存告急。SK海力士和美光已經(jīng)向客戶發(fā)出警告稱(chēng)，2024年的HBM芯片已售罄，庫(kù)存緊張的狀況預(yù)計(jì)將持續(xù)至2025年，2025年的HBM芯片訂單也已爆滿。
目前，韓國(guó)的SK海力士主導(dǎo)了HBM市場(chǎng)，其他兩家存儲(chǔ)芯片巨頭美光與三星正在迎頭趕上。值得關(guān)注的是，中國(guó)存儲(chǔ)芯片公司也開(kāi)始投入HBM芯片的研發(fā)。
對(duì)于像OpenAI的ChatGPT這樣的大語(yǔ)言模型來(lái)說(shuō)，HBM芯片在其模型訓(xùn)練中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在各大科技巨頭爭(zhēng)先公布更高性能的AI大模型的背景下，用于AI訓(xùn)練的HBM芯片也出現(xiàn)了嚴(yán)重緊缺，并成為芯片公司激烈競(jìng)逐的新領(lǐng)域。
英偉達(dá)承包了大部分
HBM是一種DRAM標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)芯片，于2013年首次推出，它的核心技術(shù)是依靠芯片垂直堆疊以節(jié)省空間并降低功耗，非常適合處理復(fù)雜人工智能應(yīng)用程序產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。
晨星股票研究總監(jiān)Kazunori Ito在上周的一份報(bào)告中表示："我們預(yù)計(jì)整個(gè)2024年HBM內(nèi)存供應(yīng)將持續(xù)緊張。"
Gartner分析師盛陵海對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示，HBM供應(yīng)緊張主要是來(lái)自英偉達(dá)、AMD這些芯片巨頭的需求，它們幾乎承包了所有的產(chǎn)能。"他還稱(chēng)，英偉達(dá)將HBM用于其GPU，推動(dòng)了業(yè)內(nèi)對(duì)HBM的需求。"AI訓(xùn)練和推理需要高帶寬的存儲(chǔ)芯片。"
但這些芯片的制造更加復(fù)雜，提高產(chǎn)量也很困難。根據(jù)市場(chǎng)情報(bào)公司TrendForce今年3月的一份報(bào)告，與個(gè)人電腦和服務(wù)器中常見(jiàn)的DDR5內(nèi)存芯片相比，HBM的生產(chǎn)周期要慢1.5至2個(gè)月。
截至今年3月，SK海力士仍是英偉達(dá)AI芯片的唯一HBM供應(yīng)商，盡管英偉達(dá)也在考慮使用三星等其他廠商的HBM芯片。在英偉達(dá)最新發(fā)布的Blackwell架構(gòu)的AI芯片中，整個(gè)GPU芯片封裝了192GB的高速HBM3e芯片，大大增強(qiáng)了數(shù)據(jù)吞吐能力。
盡管SK海力士是最先擁有HBM3標(biāo)準(zhǔn)芯片量產(chǎn)能力的存儲(chǔ)芯片公司，不過(guò)三星、美光今年也有相關(guān)量產(chǎn)計(jì)劃，且都有望使用HBM3標(biāo)準(zhǔn)。第一財(cái)經(jīng)記者向美光方面求證，對(duì)方稱(chēng)目前尚未有公開(kāi)量產(chǎn)消息供發(fā)布。
黃仁勛此前稱(chēng)HBM制造難度極大，"堪稱(chēng)奇跡"。他在今年3月的英偉達(dá)GTC大會(huì)上透露，除SK海力士外，英偉達(dá)正在測(cè)試三星的HBM芯片，并有望在未來(lái)使用。
為了滿足不斷增長(zhǎng)的需求，SK海力士已經(jīng)計(jì)劃通過(guò)投資美國(guó)印第安納州的先進(jìn)封裝設(shè)施以及位于韓國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群來(lái)擴(kuò)大產(chǎn)能。
SK海力士在本月初的新聞發(fā)布會(huì)上表示，將在第三季度開(kāi)始量產(chǎn)最新一代HBM芯片——12層HBM3e，而三星也在這一技術(shù)方面努力趕超SK海力士，三星計(jì)劃在第二季度內(nèi)開(kāi)始量產(chǎn)，從而有望成為業(yè)界率先交付12層HBM3e芯片樣品的企業(yè)。
"目前三星在12層HBM3e樣片工藝上處于領(lǐng)先地位，如果三星能夠比同行更早實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付，我認(rèn)為它可以在2024年底和2025年獲得更多市場(chǎng)份額。"大和證券執(zhí)行董事兼分析師SK Kim在一份投資報(bào)告中表示。
三星在上個(gè)月的第一季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上表示，2024年的HBM供應(yīng)的存儲(chǔ)容量較去年增加了三倍多。
"我們已經(jīng)與客戶就承諾的供應(yīng)完成了談判。到2025年，我們將繼續(xù)將供應(yīng)量同比至少擴(kuò)大兩倍。"三星表示。
中國(guó)企業(yè)也在研發(fā)
目前已有中國(guó)公司啟動(dòng)了HBM芯片的開(kāi)發(fā)工作。盡管我國(guó)在該領(lǐng)域的起步較晚，但最近兩三年來(lái)發(fā)展迅速。
盛陵海對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示，目前中國(guó)擁有HBM芯片的封裝技術(shù)，但HBM芯片制造能力尚不成熟，仍處于發(fā)展早期階段。此外，與國(guó)際存儲(chǔ)芯片巨頭相比，中國(guó)公司還在努力開(kāi)發(fā)基于上一代技術(shù)的HBM2芯片產(chǎn)品。
國(guó)內(nèi)NAND內(nèi)存芯片巨頭長(zhǎng)江存儲(chǔ)此前表示，該公司不具備量產(chǎn)HBM的能力，不過(guò)據(jù)公開(kāi)信息，該公司旗下正在計(jì)劃IPO的武漢新芯公司可能正涉足HBM芯片的研發(fā)和生產(chǎn)。
根據(jù)企查查公開(kāi)信息，武漢新芯正在建設(shè)一家工廠，每月可生產(chǎn)3000片12英寸HBM晶圓，于今年2月開(kāi)始建設(shè)。長(zhǎng)江存儲(chǔ)和武漢新芯均未對(duì)此發(fā)表評(píng)論。
對(duì)此，盛陵海對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示："12英寸產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)是每月生產(chǎn)20000片，武漢新芯可能涉及購(gòu)買(mǎi)一些HBM設(shè)備，但還不具備量產(chǎn)能力。"
長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)作為中國(guó)目前存儲(chǔ)芯片的巨頭，在HBM芯片制造方面具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
另?yè)?jù)Anaqua的AcclaimIP數(shù)據(jù)庫(kù)，長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)已在美國(guó)、中國(guó)及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)申請(qǐng)了近130項(xiàng)專(zhuān)利，涉及HBM芯片制造和功能相關(guān)的不同技術(shù)問(wèn)題，其中超過(guò)一半的專(zhuān)利于今年申請(qǐng)，也涉及開(kāi)發(fā)HBM3所需的技術(shù)。
金融機(jī)構(gòu)White Oak Capital投資總監(jiān)Nori Chiou預(yù)估，中國(guó)芯片制造商在HBM方面仍落后于全球先進(jìn)水平，這一差距大約在10年左右。但他表示，中國(guó)正在努力提升其在HBM市場(chǎng)內(nèi)存和先進(jìn)封裝技術(shù)方面的能力。
