
中国希望美国放宽「高带宽内存」(HBM)芯片出口管制,作为双方贸易协议一环。以下通过美国有线电视新闻网(CNN)的整理,了解何谓HBM。
● 什么是HBM
高带宽内存(HBM)基本上是由多层堆栈的内存芯片构成,用来保存数据的小型组件。与旧有的动态随机访问内存(DRAM)技术相比,HBM 不仅能保存更多资讯,还能以更快速度传输数据。
HBM芯片通常用于显卡、高性能计算系统、数据中心和自动驾驶汽车,更重要的是,HBM对于日益流行的人工智能(AI)应用,包括生成式人工智能的运作不可或缺。
● 限制措施如何影响中国
美方最新的出口限制是于去年12月2日宣布,当时拜登政府是为承接在过去3年间先后公布的两轮先进芯片限制措施,目的在于阻止中国获取能让军事技术进步的关键科技。
作为报复,北京对制造半导体等高科技设备必需的锗、镓等材料元素出口实施新限制。
专家表示,新一轮出口限制将减缓中国人工智能芯片的发展,充其量只能暂缓中国获取HBM的进度。中国目前在HBM的生产能力上落后于韩国的SK海力士、三星以及美国的美光科技(Micron),但中国也正积极发展自身HBM的能力。
● HBM为何如此重要
HBM 芯片之所以如此强大,主要是因为相较传统内存芯片,它拥有更大的保存空间及更快的数据传输速度。
由于AI应用程序需要大量复杂的运算,HBM这些特性能确保应用程序流畅运行,不会出现延迟或毛病。
把数据传输速度更快(用芯片术语即更高带宽)想像成一条高速公路。高速公路的车道越多,就越不容易出现壅塞,因此能容纳的车辆也就越多。
精通芯片的研究机构TechInsights副总裁赫奇森(G Dan Hutcheson)说:「好比两线道高速公路与百线道高速公路的差别,根本不会塞车。」
● 有哪些大型HBM制造商
目前全球HBM市场由3家公司主导。
根据在台北的市场研究机构集邦科技(TrendForce)研究报告,截至2022年,海力士占HBM总市占率的50%,其次是三星占40%,美光占10%。海力士与三星这两家韩国公司在2023年和2024年于HBM 市场份额仍差不多,合计约达95%。
至于美光科技,他们的目标是2025年在HBM市占率提升至20%至25%之间。
● HBM如何制造
想像一下,将多个标准内存芯片像汉堡一样层层堆栈,HBM的结构基本上就像这样。这听起来容易,但要实际做到并非易事,这有很大程度体现于价格。HBM的单价是传统内存芯片的数倍。
这是因为HBM的厚度大约相当于6根头发丝,意味堆栈在一起的每一层标准内存芯片也必须非常薄,这需依赖顶尖的制造专业技术,即所谓先进封装。
此外,在将这些内存芯片堆栈在一起之前,需先在芯片上钻孔,以便电子导线穿过,而这些孔的位置与大小必须极其精确。