全球AI算力持續(xù)緊缺，HBM正在成為當(dāng)前AI賽道的新興爆發(fā)風(fēng)口。

AI服務(wù)器對芯片內(nèi)存容量和傳輸帶寬的更高要求，促使HBM突破內(nèi)存瓶頸，成為AI GPU存儲單元的理想方案和關(guān)鍵部件。因此，HBM的需求正在井噴式增長。

為滿足這一需求，臺積電正在緊急擴(kuò)充SolC系統(tǒng)整合單芯片產(chǎn)能，并預(yù)計(jì)明年月產(chǎn)能將達(dá)到3000片以上。而SK海力士也開始招聘邏輯芯片設(shè)計(jì)人員，計(jì)劃將HBM4通過3D堆疊直接集成在芯片上。

據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)TrendForce預(yù)測，高端AI服務(wù)器GPU搭載HBM芯片已成為主流趨勢，2023年全球搭載HBM總?cè)萘繉⑦_(dá)2.9億GB，同比增長近60%。根據(jù)SK海力士預(yù)測，到2027年，HBM市場將出現(xiàn)82%的復(fù)合年增長率，HBM未來的市場前景非常廣闊。


SK海力士計(jì)劃將HBM產(chǎn)能增加一倍以上

韓國半導(dǎo)體制造商SK海力士（SK hynix Inc.）將擴(kuò)大其高帶寬內(nèi)存（High Bandwidth Memory）生產(chǎn)設(shè)施投資，以應(yīng)對高性能AI產(chǎn)品需求的增加。該公司計(jì)劃，對通過硅通孔（TSV）相關(guān)的設(shè)施投資將比2023年增加一倍以上，力圖將產(chǎn)能翻倍，并計(jì)劃在2024年上半年開始生產(chǎn)其第五代高帶寬內(nèi)存產(chǎn)品HBM3E。

SK海力士財(cái)報顯示，該公司第四財(cái)季實(shí)現(xiàn)了1131萬億韓元（約84.6億美元）的營收和3460億韓元（約2.59億美元）的運(yùn)營利潤，這標(biāo)志著該公司連續(xù)五個季度營業(yè)虧損后再度轉(zhuǎn)為盈利。

SK海力士扭虧為盈主要?dú)w因于HBM3（High Bandwidth Memory 3）和DDR5（Double Data Rate 5）的強(qiáng)勁銷售。與上一年相比，SK海力士在2023年的DDR5和HBM3銷售額分別增加了四倍和五倍以上。為了繼續(xù)這一上升趨勢，SK海力士計(jì)劃開始大規(guī)模生產(chǎn)人工智能芯片HBM3E，并加快第六代HBM4的開發(fā)。

“我們預(yù)計(jì)HBM3E產(chǎn)品在2024年將會有巨大的需求，計(jì)劃在年初開始大規(guī)模生產(chǎn)。我們打算根據(jù)這一需求將TSV產(chǎn)能翻倍，”公司在一次電話會議中表示。關(guān)于是否追加投資，公司還表達(dá)了更謹(jǐn)慎的立場，“要等經(jīng)過對長期需求、市場條件和供應(yīng)鏈狀況的慎重考慮后再做決定。”

SK海力士計(jì)劃準(zhǔn)備生產(chǎn)MCRDIMM和LPCAMM2，前者是一種將多個DRAM集成到一個基板上的高容量服務(wù)器模塊，后者是一種基于低功耗(LP) DDR5X的高性能移動模塊，二者旨在滿足AI服務(wù)器需求和設(shè)備端AI市場。

在專注于生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的同時，SK海力士計(jì)劃將資本支出的增長最小化，強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定的業(yè)務(wù)運(yùn)營。“與上一年相比，我們將投資削減了一半以上，以應(yīng)對需求疲軟的情況。我們在2024年的策略是保持謹(jǐn)慎的態(tài)度，專注于確保增長和盈利的領(lǐng)域，同時避免增加投資導(dǎo)致進(jìn)入供應(yīng)過剩的周期。”首席財(cái)務(wù)官金宇賢表示。


三家巨頭壟斷全球

國產(chǎn)布局不夠完善

目前，SK海力士、三星、美光三家公司壟斷了全球的HBM市場份額。SK海力士占50%左右，三星占 40%左右，美光占10%左右。

AI服務(wù)器需要在短時間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)傳輸速率有著越來越高的要求，服務(wù)器的內(nèi)存帶寬必須勝任，此時當(dāng)仁不讓的就是HBM。

智能汽車自動駕駛系統(tǒng)處理和傳輸?shù)男畔⒑蛿?shù)據(jù)十分龐大，正是HBM的大顯身手之地。

AR和VR領(lǐng)域采用高分辨率的顯示器，HBM的超強(qiáng)寬帶能為它們提供巨大助力。

因此，HBM是存儲芯片的發(fā)展方向，在高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，市場需求急切。HBM的技術(shù)比較復(fù)雜，并不是將多個DDR DRAM簡單地堆疊，需要將傳輸信號、指令、電流等都進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，還要解決功耗和散熱的難題，并且對封裝工藝的要求也高了很多。

我國國內(nèi)的HBM起步較晚，相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局力度不大。

在材料領(lǐng)域，包括神工股份、雅克科技、華海誠科、天承科技、聯(lián)瑞新材、壹石通、宏昌電子等在內(nèi)的眾多公司，已經(jīng)開始進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)。

在經(jīng)銷領(lǐng)域，香農(nóng)芯創(chuàng)、雅創(chuàng)電子等公司正在積極推廣和銷售HBM相關(guān)產(chǎn)品。

設(shè)備方面，中微公司、盛美上海、新益昌、賽騰股份等公司都在提供關(guān)鍵的設(shè)備支持。長川科技則專注于提供測試機(jī)和分選機(jī)等重要設(shè)備。

封裝環(huán)節(jié)，長電科技、通富微電、華天科技、深科技、盛合晶微等公司都具備了先進(jìn)的封裝技術(shù)，為HBM產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了重要保障。

在存儲領(lǐng)域，兆易創(chuàng)新等公司已經(jīng)成為了HBM存儲技術(shù)的重要提供者。


結(jié)語

由于HBM相比傳統(tǒng)的GDDR和DRAM具備更高的帶寬，正在成為滿足日益增長的數(shù)據(jù)流量需求的理想解決方案。

HBM憑借其高帶寬的優(yōu)勢，不僅在AI芯片領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，未來更有望在各類邏輯芯片、通信行業(yè)交換機(jī)與路由器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。