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第08版:半导体

高带宽内存争夺战开启

本报记者 张心怡 实习记者 夏冬阳

近日,SK海力士CEO宣布其2024年和2025年高带宽内存(HBM)的产能均已售罄,并预测未来专用于人工智能的“超高速、高容量、低电力”存储器需求将会激增。无独有偶,美光科技也在第二财季财报中披露,该公司2024年的HBM产能已经售罄,2025年的绝大多数产能已经分配完毕。

HBM已成为存储厂商的兵家必争之地。据Mordor Intelligence预测,从2024年到2029年,HBM市场规模预计将从约25.2亿美元激增至79.5亿美元,预测期内年复合增长率高达25.86%。为抢占这一增量市场,三星、SK海力士、美光等企业正在为HBM调配更多产能,并推动HBM的规格迭代。

头部企业积极扩大HBM产能

AI是当前半导体市场的一抹亮色。随着云服务厂商积极部署AI大模型,AI服务器进入增长轨道。TrendForce集邦咨询预估,至2026年,AI服务器(包含搭载GPU、FPGA、ASIC等)出货量将占整体服务器的15%,成为撬动服务器市场的新增长点。

AI服务器对芯片内存容量和传输带宽提出更高要求,也拉动了高端存储芯片和高密度存储模组的出货量,尤其是HBM技术的迭代升级和应用。据市场调查机构Yole数据,今年以来HBM的平均售价是普通DRAM的5倍,加上近期SK海力士和美光的HBM产能售罄情况,进一步证实了市场对这一技术的高度认可和迫切需求。

在这样的趋势下,SK海力士、三星、美光正在积极扩张HBM产能,争夺市场份额。

作为HBM技术先行者的SK海力士,在2023年第四季度率先迎来盈利,其中HBM和DDR5是较大业绩支撑。财报显示,SK海力士2024年第一季度DRAM业务收入占比达61%,平均销售价格(ASP)环比上涨超过20%。SK海力士表示:“凭借HBM等面向AI的存储器技术领导力,公司提升了面向AI服务器的产品销量,同时持续实施以盈利为主的经营活动,从而实现了营业利润环比增长734%的业绩。”此外,顺应面向AI的存储器需求增长的这一趋势,SK海力士决定加大于今年3月率先开始生产的HBM3E产品供应,并拓展其产品客户群。

而誓要捍卫存储第一大厂市场地位的三星自然也不甘示弱。三星存储业务副总裁Jaejune Kim在第一季度财报电话会议中谈道:“我们计划到2024年年底,HBM芯片的供应量比去年增加3倍以上。我们已经协调了HBM芯片供应商,在共同努力下实现2025年让HBM芯片产量再翻一番的目标。”

虽与SK海力士、三星相比,美光当前所占的市场份额较小,但随着其开始量产HBM3E产品并将其应用于英伟达H200 Tensor Core GPU,有望在未来的GPU市场上取得更高的市场占有率。最新财报显示,美光2024财年第二财季已实现DRAM营收42亿美元,占美光总营收的71%。此外,美光预计2024财年资本支出在75亿美元至80亿美元之间,均高于去年的资本支出和此前规划,主要是为了支持HBM3E的产量增长。美光首席执行官Sanjay Mehrotra对外透露:“我们正处于为英伟达(Nvidia)下一代AI加速器提供HBM3E验证的最后阶段。”

综合多家市场研究机构分析,预计今年SK海力士和三星的HBM市场占有率均为47%~49%,美光则有望达到5%。闪存市场分析师孙梦维认为:“盈利之后的原厂对市场占有率的要求开始提高,尤其是主要推动先进制程产能释出,预计第三季度在一定利润水平下,对市场占有率要求将进一步提高。”

新一轮技术竞赛已展开

自2014年首款硅通孔HBM产品问世至今,HBM技术已从HBM(第一代)、HBM2(第二代)、HBM2E(第三代)、HBM3(第四代)发展至HBM3E(第五代),最新的HBM3E是HBM3的扩展版本。

HBM代际升级主要体现在数据速率和容量密度上,HBM3的扩展版本HBM3E提供高达8Gbps的传输速度,比HBM3提高了50%;内存容量达16GB,是HBM3的两倍,且功耗更低,可满足下一代高性能计算应用的需求。

自今年2月美光率先宣布量产8层24GB HBM3E并供货英伟达H200后,英伟达在GTC大会上确认了三星的HBM产品正处于验证阶段,而作为英伟达HBM内存长期供应商的SK海力士也宣布其HBM3E产品将从3月底开始量产。预计三星和SK海力士将围绕搭载在英伟达明年销售的下一代AI芯片中的HBM3E展开激烈的供应竞争。

在角逐HBM3E的同时,三大存储原厂已经开始布局下一代存储产品HBM4。

日前,SK海力士已宣布研发HBM4,并与台积电就HBM4研发和下一代封装技术合作签署谅解备忘录,计划从2026年开始批量生产HBM第六代产品——HBM4。据悉,SK海力士将采用台积电的先进逻辑工艺来提高HBM4的性能,针对搭载于HBM封装内最底层的基础裸片进行优化。台积电表示,将采用N5和N12FFC+工艺制造基础裸片,为HBM4提供更强的性能和能源效率。

在HBM4研发上,三星和美光也不会轻易罢手。尽管SK海力士目前稳坐HBM市场的头把交椅,但三星正雄心勃勃地追赶SK海力士。今年以来,三星已成立两个全新HBM团队,并将HBM工作小组转为芯片部门下的一个常设办公室,以弥补其在2019年解散HBM业务和团队的市场误判。时下,三星与SK海力士已在HBM4研发上“短兵相接”,三星HBM团队计划于今年下半年量产HBM3E,并于2025年生产HBM4,2026年实现量产。

作为HBM市场后起之秀的美光也在积极布局HBM4,据了解,美光计划在2026年至2027年间,推出容量在36GB到48GB、12/16层垂直堆叠的HBM4产品,并于2028年推出带宽增加至2TB/s以上的HBM4E。

2024-05-24 本报记者 张心怡 实习记者 夏冬阳 1 1 中国电子报 content_10350.html 1 高带宽内存争夺战开启 /enpproperty-->