HBM新戰(zhàn)局，半導(dǎo)體存儲(chǔ)廠商們準(zhǔn)備好了嗎？

在半導(dǎo)體存儲(chǔ)領(lǐng)域，參與HBM市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的存儲(chǔ)廠商主要為SK海力士、三星和美光，三者的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)延續(xù)到HBM3e。

而近日，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定組織固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)JEDEC宣布HBM4即將完成的消息引發(fā)了業(yè)界關(guān)注，這似乎也預(yù)示著HBM領(lǐng)域新的戰(zhàn)場(chǎng)已經(jīng)開啟...

堆棧通道數(shù)較HBM3翻倍

據(jù)悉，JEDEC于7月10日表示，備受期待的高帶寬存儲(chǔ)器 (HBM) DRAM標(biāo)準(zhǔn)的下一個(gè)版本：HBM4標(biāo)準(zhǔn)即將完成定稿。

HBM4是目前發(fā)布的HBM3標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)化版，旨在進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)處理速率，同時(shí)保持更高的帶寬、更低功耗以及增加裸晶/堆棧性能等基本特性。JEDEC表示，在生成式人工智能（AI）、高性能計(jì)算、高端顯卡和服務(wù)器等領(lǐng)域，這些改進(jìn)對(duì)于需要高效處理大型數(shù)據(jù)集和復(fù)雜計(jì)算的應(yīng)用至關(guān)重要。

與HBM3相比，HBM4計(jì)劃將每個(gè)堆棧的通道數(shù)增加一倍，物理尺寸也更大。為了支持設(shè)備兼容性，該標(biāo)準(zhǔn)確保單個(gè)控制器可以在需要時(shí)同時(shí)與HBM3和HBM4配合使用，不同的配置將需要不同的中介層來適應(yīng)不同的占用空間。

JEDEC進(jìn)一步指出，委員會(huì)已就高達(dá)6.4Gbps的速度等級(jí)達(dá)成初步協(xié)議，目前正在討論更高的頻率。

此前，全球機(jī)場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢分享的路線圖預(yù)計(jì)，首批HBM4樣品的每個(gè)堆棧容量將高達(dá)36 GB，而完整規(guī)格預(yù)計(jì)將在2024-2025年左右由JEDEC發(fā)布。首批客戶樣品和可用性預(yù)計(jì)將于2026年推出，因此距離我們看到新的高帶寬內(nèi)存人工智能解決方案的實(shí)際應(yīng)用還有很長(zhǎng)的時(shí)間。

存儲(chǔ)廠商新戰(zhàn)開局

經(jīng)過多輪技術(shù)迭代，目前HBM發(fā)展已來到HBM3E賽道，并有望在2025年進(jìn)入市場(chǎng)主流。而與此同時(shí)，以SK海力士、三星和美光等代表的廠商也正在向下一輪HBM技術(shù)發(fā)起沖擊。

而作為AI芯片市場(chǎng)的主導(dǎo)者，英偉達(dá)此前透露了HBM4的應(yīng)用計(jì)劃。6月2日，英偉達(dá)CEO黃仁勛在揭露最新產(chǎn)品規(guī)劃時(shí)表示，其下一代平臺(tái)名稱為「Rubin」，預(yù)期將在2026年進(jìn)入量產(chǎn)，并搭載HBM4。這也進(jìn)一步刺激各大廠商入局速度。

01、SK海力士/臺(tái)積電/英偉達(dá)三方聯(lián)盟

今年4月，SK海力士宣布與臺(tái)積電簽署了一份諒解備忘錄，雙方將合作生產(chǎn)下一代HBM，并通過先進(jìn)的封裝技術(shù)提高邏輯和HBM的集成度。SK海力士計(jì)劃通過這一舉措著手開發(fā)第六代HBM產(chǎn)品HBM4。

SK海力士在新聞稿中表示，將“以構(gòu)建IC設(shè)計(jì)廠、晶圓代工廠、存儲(chǔ)器廠三方合作的方式，突破面向AI應(yīng)用的存儲(chǔ)器性能極限”。

而據(jù)韓國媒體businesskorea最新報(bào)道，SK海力士、英偉達(dá)和臺(tái)積電將組建“三角聯(lián)盟”，為迎接AI時(shí)代共同推進(jìn)第六代HBM4發(fā)展。

報(bào)道稱，三強(qiáng)合作計(jì)劃是在今年上半年敲定，其中，SK海力士將采用臺(tái)積電的邏輯制程，生產(chǎn)HBM的基礎(chǔ)接口芯片。

02、三星電子目標(biāo)明確

此前，三星電子公司一位高管曾在其博客中表示，公司目標(biāo)是在2025年推出第六代HBM（HBM4）。

今年6月，《韓國經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》援引三星電子公司和消息人士的話稱，三星電子將在年內(nèi)推出高帶寬內(nèi)存（HBM）的3D封裝服務(wù)，計(jì)劃明年推出的第六代HBM芯片HBM4將采用這種封裝方式。

此外，據(jù)韓聯(lián)社報(bào)道，三星電子近期新設(shè)了一個(gè)HBM芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)，專注于HBM3、HBM3E和下一代HBM4技術(shù)的研發(fā)，研發(fā)組組長(zhǎng)由三星電子副社長(zhǎng)、高性能DRAM設(shè)計(jì)專家Sohn Young-soo擔(dān)任。

而在7月9日舉行的“三星晶圓代工論壇2024”上，三星電子存儲(chǔ)部門新事業(yè)企劃組組長(zhǎng)Choi Jang-seok透露，公司正在開發(fā)單堆棧達(dá)48GB的大容量HBM4內(nèi)存，預(yù)計(jì)明年投產(chǎn)。Choi Jang-seok還表示，公司正在與AMD、蘋果等主要客戶進(jìn)行定制合作，預(yù)計(jì)定制HBM將在HBM4量產(chǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

03、美光奮起直追

至于美光，作為HBM領(lǐng)域的后起之秀，目前正在奮起直追。

美光的HBM技術(shù)已經(jīng)發(fā)展至HBM3e。根據(jù)2023年底公布的技術(shù)路線圖顯示，其HBM4的“生命周期”大致落在2025年—2027年，而到2028年則正式步入HBM4E。

另外，據(jù)韓國媒體6月底報(bào)道稱，韓國后端設(shè)備制造商ASMPT已向美光提供了用于高帶寬內(nèi)存 (HBM) 生產(chǎn)的演示熱壓 (TC) 鍵合機(jī)。雙方已開始聯(lián)合開發(fā)下一代鍵合機(jī)，用于HBM4生產(chǎn)。