英伟达在8月发布的NVHBM,或将成为定制化高带宽内存(HBM)发展的转折点。该架构将内存控制器集成至HBM基底裸片,大幅提升基底裸片的作用,并且已经在改变内存厂商的基底裸片采购模式。在此背景下,美光与三星已经释放信号,不再坚持基底裸片完全自研自产。
据报道,美光表示,其与英伟达联合设计的NVHBM以及JEDEC标准HBM4E,都将采用外部代工厂生产的基底裸片。三星的举措更受关注:针对NVHBM这类定制HBM,三星正在推行双路线策略,HBM核心裸片可搭配由三星代工或其主要竞争对手台积电生产的基底裸片,具体方案根据客户需求而定。
在HBM4产品上,美光将1β 核心裸片搭配自研基底裸片。而HBM4E则迎来更大转变:核心裸片升级至美光更先进的1γ 工艺(大致相当于三星、SK海力士的1c代工艺),基底裸片则交由外部工厂制造,业内推测台积电将承接该业务。
不过,这次外包转型并不会牺牲盈利能力。根据首席运营官Manish Bhatia的表述,美光预计NVHBM将拥有更高平均售价(ASP),带来更可观的利润率。Bhatia表示,HBM本身就具备溢价属性,而NVHBM增加的定制化特性进一步提升产品价值,商业化落地后有望实现出色的投资回报率(ROI)。
英伟达官方博客信息显示,相比标准HBM4E,NVHBM的内存带宽最高提升30%,HBM功耗降低15%,同时可为XPU计算裸片释放最多25% 的面积。NVHBM定制化输入输出(I/O)物理层(PHY),能进一步将I/O PHY占用的封装面积减少67%。亚马逊Annapurna Labs也计划在下一代Trainium 4 AI加速器中采用这项技术。
定制HBM的浪潮同样波及SK海力士。这家内存厂商正与英伟达紧密合作开发定制HBM方案。在今年早些时候NVIDIA GTC大会上,SK海力士展示了基于Stream DQ技术的定制HBM概念产品,可持续管理并向计算处理器输送数据,优化内存与计算单元之间的数据传输。
定制HBM的发展,也深化了SK海力士与台积电的代工合作。SK海力士的HBM4基底裸片已采用台积电12nm逻辑工艺;而台积电更先进的3nm工艺,将优先用于HBM4E以及后续定制HBM产品。随着更多客户定制功能转移至基底裸片,预计双方合作会进一步加深。
值得注意的是,随着定制HBM逐步落地,三星正在重新调整以往基底裸片全部内部生产的策略。此前三星的HBM基底裸片均由旗下System LSI与代工部门自研生产;如今针对NVHBM等产品,三星采用双路线方案。
在新模式下,三星HBM核心裸片可搭配三星代工或者竞争对手台积电生产的基底裸片,方案依客户需求而定。如果选用台积电制造的基底裸片,将由三星内存事业部负责芯片设计与优化支持,这和以往依赖System LSI、三星代工的模式有明显区别。
据了解,当台积电代工生产三星HBM配套基底芯片时,芯片的相关设计、优化支持工作由三星电子存储事业部负责;内部系统LSI事业部仅负责面向三星自有晶圆厂的产品设计。另一位业内人士介绍:“已有部分原系统LSI事业部人员转入存储事业部,台积电基底芯片相关工作就由这批人员承担。目前已经有客户,正在基于三星HBM核心芯片搭配台积电工艺基底芯片进行产品设计。”
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