在AI算力基礎(chǔ)設(shè)施中,如果說(shuō)AI芯片是吞吐數(shù)據(jù)的“超級(jí)工廠”,那么HBM(高帶寬存儲(chǔ))就是必備的“高速物流樞紐”。決定 “超級(jí)工廠”生產(chǎn)效率的,往往不是機(jī)器轉(zhuǎn)得有多快,而是物流樞紐能不能即時(shí)送來(lái)原材料。
在摩爾定律放緩的今天,邏輯芯片的算力增長(zhǎng)與其數(shù)據(jù)獲取速度之間形成了巨大的剪刀差,計(jì)算單元常常因?yàn)榈炔坏綌?shù)據(jù)而被迫“怠工”。
HBM正是為了解決這一痛點(diǎn)而生,它通過(guò)精密的垂直堆疊技術(shù),建立了一套立體化的物流體系,確保數(shù)據(jù)能以驚人的速度直達(dá)計(jì)算核心。
然而HBM這一高端競(jìng)技場(chǎng),只有掌握DRAM供應(yīng)能力的企業(yè)手握入場(chǎng)券。
HBM的本質(zhì):DRAM堆疊
HBM的核心組件是DRAM裸片。制造HBM,本質(zhì)上是以極致精密的先進(jìn)封裝將DRAM立體化以實(shí)現(xiàn)“存算一體”能力的釋放。這決定了其制造工藝必須基于DRAM特有的1T1C(一晶體管一電容)架構(gòu),需要在微觀尺度上進(jìn)行原子級(jí)的“雕刻”與電荷控制。
在當(dāng)下存儲(chǔ)芯片一片難求的緊缺態(tài)勢(shì)下,這種工藝基因也決定了只有掌握DRAM供應(yīng)端的企業(yè)才具備進(jìn)行HBM制造的基礎(chǔ)條件。另一種存儲(chǔ)芯片NAND廠商擅長(zhǎng)的是芯片堆疊,與DRAM所需的微觀精密制造能力截然不同,切入HBM的難度極大。
因此,在全球范圍內(nèi),HBM的入場(chǎng)券牢牢掌握在少數(shù)擁有DRAM核心設(shè)計(jì)與制造能力的IDM(垂直整合制造)巨頭手中。
新技術(shù):探索無(wú)EUV下的新可能
隨著DRAM制程微縮,三星、美光、海力士等國(guó)際巨頭采用EUV光刻機(jī)來(lái)推進(jìn)先進(jìn)制程。但是由于美國(guó)管制原因,中國(guó)企業(yè)無(wú)法進(jìn)口EUV光刻機(jī),也為進(jìn)軍HBM構(gòu)成客觀挑戰(zhàn)。然而新技術(shù)路徑提供了無(wú)EUV下制造下先進(jìn)DRAM與HBM的新可能。
SAQP(自對(duì)準(zhǔn)四重曝光)這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)多次曝光和刻蝕,利用現(xiàn)有的DUV設(shè)備實(shí)現(xiàn)超越物理極限的微縮精度。雖然這增加了工藝步驟的復(fù)雜度和成本,但它從物理上驗(yàn)證了“無(wú)EUV制造先進(jìn)DRAM”的可行性。
這種“以工藝換制程”的工程能力,有望使中國(guó)企業(yè)在極限施壓下,探索HBM新的技術(shù)底座。
HBM自主權(quán):產(chǎn)業(yè)的必然選擇
隨著國(guó)際AI算力競(jìng)爭(zhēng)的白熱化,HBM這一核心技術(shù)才是真正考驗(yàn)產(chǎn)業(yè)未來(lái)高度的關(guān)鍵。無(wú)論從算力基建還是從AI科技發(fā)展的角度,掌握HBM自主權(quán)都是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的唯一選擇權(quán),而DRAM企業(yè)是唯一可能突破HBM賽道的企業(yè)。
目前,國(guó)內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)DRAM大規(guī)模量產(chǎn)的長(zhǎng)鑫已進(jìn)入IPO階段,預(yù)計(jì)隨著未來(lái)招股書的披露,有望更清晰地看到在國(guó)產(chǎn)化上的真實(shí)進(jìn)展。
盡管當(dāng)前面臨著無(wú)EUV光刻機(jī)等客觀挑戰(zhàn),但SAQP等創(chuàng)新工藝的加持下,國(guó)產(chǎn)廠商有望走出新路徑,以跨越設(shè)備封鎖鴻溝,進(jìn)軍先進(jìn)產(chǎn)品領(lǐng)域。
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