預(yù)計(jì)未來兩年HBM供應(yīng)仍將緊張。

據(jù)電子時(shí)報(bào)援引業(yè)內(nèi)人士消息稱，由于人工智能服務(wù)器需求激增，高帶寬內(nèi)存（HBM）價(jià)格已開始上漲。

目前，全球前三大存儲(chǔ)芯片制造商正將更多產(chǎn)能轉(zhuǎn)移至生產(chǎn)HBM，但由于調(diào)整產(chǎn)能需要時(shí)間，很難迅速增加HBM產(chǎn)量，預(yù)計(jì)未來兩年HBM供應(yīng)仍將緊張。

另?yè)?jù)韓媒報(bào)道，三星計(jì)劃投資1萬億韓元（約合7.6億美元）擴(kuò)產(chǎn)HBM，目標(biāo)明年底之前將HBM產(chǎn)能提高一倍，公司已下達(dá)主要設(shè)備訂單。據(jù)悉，三星已收到AMD與英偉達(dá)的訂單，以增加HBM供應(yīng)。

本次三星將在天安工廠展開擴(kuò)產(chǎn)，該廠主要負(fù)責(zé)半導(dǎo)體封裝等后道工藝。HBM主要是通過垂直堆疊多個(gè)DRAM來提高數(shù)據(jù)處理速度，因此只有增加后段設(shè)備才能擴(kuò)大出貨量。三星計(jì)劃生產(chǎn)目前正在供應(yīng)的HBM2和HBM2E等產(chǎn)品，并計(jì)劃于下半年量產(chǎn)8層堆疊HBM3和12層HBM3E。

值得一提的是，6月已有報(bào)道指出，另一存儲(chǔ)芯片巨頭SK海力士已著手?jǐn)U建HBM產(chǎn)線，目標(biāo)將HBM產(chǎn)能翻倍。擴(kuò)產(chǎn)焦點(diǎn)在于HBM3，SK海力士正在準(zhǔn)備投資后段工藝設(shè)備，將擴(kuò)建封裝HBM3的利川工廠。預(yù)計(jì)到今年年末，后段工藝設(shè)備規(guī)模將增加近一倍。SK海力士的這一投資金額大約也在1萬億韓元（約合7.6億美元）水平。

業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，明年三星與SK海力士都將進(jìn)一步擴(kuò)大投資規(guī)模。由于谷歌、蘋果、微軟等科技巨頭都在籌劃擴(kuò)大AI服務(wù)，HBM需求自然水漲船高，“若想滿足未來需求，三星、SK海力士都必須將產(chǎn)能提高10倍以上。”

HBM或迎量?jī)r(jià)齊升

HBM主要是通過硅通孔（Through SiliconVia, 簡(jiǎn)稱“TSV”）技術(shù)進(jìn)行芯片堆疊，以增加吞吐量并克服單一封裝內(nèi)帶寬的限制，將數(shù)個(gè)DRAM裸片像樓層一樣垂直堆疊。

SK海力士表示，TSV是在DRAM芯片上搭上數(shù)千個(gè)細(xì)微孔并通過垂直貫通的電極連接上下芯片的技術(shù)。該技術(shù)在緩沖芯片上將數(shù)個(gè)DRAM芯片堆疊起來，并通過貫通所有芯片層的柱狀通道傳輸信號(hào)、指令、電流。相較傳統(tǒng)封裝方式，該技術(shù)能夠縮減30%體積，并降低50%能耗。

憑借TSV方式，HBM大幅提高了容量和數(shù)據(jù)傳輸速率。與傳統(tǒng)內(nèi)存技術(shù)相比，HBM具有更高帶寬、更多I/O數(shù)量、更低功耗、更小尺寸。隨著存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量激增，市場(chǎng)對(duì)于HBM的需求將有望大幅提升。

HBM的高帶寬離不開各種基礎(chǔ)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)計(jì)工藝的支持。由于HBM是在3D結(jié)構(gòu)中將一個(gè)邏輯die與4-16個(gè)DRAM die堆疊在一起，因此開發(fā)過程極為復(fù)雜。鑒于技術(shù)上的復(fù)雜性，HBM是公認(rèn)最能夠展示廠商技術(shù)實(shí)力的旗艦產(chǎn)品。

2013年，SK海力士將TSV技術(shù)應(yīng)用于DRAM，在業(yè)界首次成功研發(fā)出HBM。隨后，SK海力士、三星、美光等存儲(chǔ)巨頭在HBM領(lǐng)域展開了升級(jí)競(jìng)賽。

實(shí)際上，2023年開年后三星、SK海力士的HBM訂單快速增加，之前另有消息稱HBM3較DRAM價(jià)格上漲5倍。

隨著AI技術(shù)不斷發(fā)展，AI訓(xùn)練、推理所需計(jì)算量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，2012年至今計(jì)算量已擴(kuò)大30萬倍。處理AI大模型的海量數(shù)據(jù)，需要寬廣的傳輸“高速公路”即帶寬來吞吐數(shù)據(jù)。

HBM通過垂直連接多個(gè)DRAM，顯著提高數(shù)據(jù)處理速度。它們與CPU、GPU協(xié)同工作，可以極大提高服務(wù)器性能。其帶寬相比DRAM大幅提升，例如SK海力士的HBM3產(chǎn)品帶寬高達(dá)819GB/s。同時(shí)，得益于TSV技術(shù)，HBM的芯片面積較GDDR大幅節(jié)省。

國(guó)盛證券指出，HBM最適用于AI訓(xùn)練、推理的存儲(chǔ)芯片。受AI服務(wù)器增長(zhǎng)拉動(dòng)，HBM需求有望在2027年增長(zhǎng)至超過6000萬片。Omdia則預(yù)計(jì)，2025年HBM市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)25億美元。

廣發(fā)證券也補(bǔ)充稱，HBM方案目前已演進(jìn)為高性能計(jì)算領(lǐng)域擴(kuò)展高帶寬的主流方案，并逐漸成為主流AI訓(xùn)練芯片的標(biāo)配。

AIGC時(shí)代為HBM帶來的需求增量主要體現(xiàn)在兩方面：一方面，單顆GPU需要配置的單個(gè)HBM的Die層數(shù)增加、HBM個(gè)數(shù)增加；另一方面，大模型訓(xùn)練需求提升拉動(dòng)對(duì)AI服務(wù)器和AI芯片需求，HBM在2023年將需求明顯增加，價(jià)格也隨之提升。

審核編輯：劉清