SK hynix může vedle TSMC zapojit Intel do výroby HBM4E

Podle dostupných zpráv SK hynix zvažuje, že část výroby logických základních čipů pro své budoucí paměťové sestavy HBM4E svěří Intel Foundry a současně bude pokračovat ve spolupráci s TSMC. Žádná z těchto tří společností však plán veřejně nepotvrdila. Jde proto o vyhodnocovanou možnost, nikoli o uzavřenou výrobní dohodu. 234

Strategický důvod je poměrně přímočarý: HBM4E přichází v době, kdy výrobci AI akcelerátorů horečně zajišťují paměťové čipy i výrobní kapacity. Základní logický čip, který tvoří spodní část HBM sestavy, je přitom stále dražší a významnější. Druhý kvalifikovaný dodavatel by SK hynixu mohl pomoci s náklady, kapacitou i vyjednáváním, aniž by firma musela opustit TSMC.

Proč SK hynix hledá druhý zdroj

HBM neboli paměť s vysokou propustností vzniká vertikálním vrstvením několika DRAM čipů. Pod nimi se nachází logická vrstva označovaná jako base die – základní čip. Ten sám data neukládá jako jednotlivé DRAM vrstvy. Zajišťuje komunikaci s pamětí, směrování signálů, řídicí a testovací funkce a propojení celé sestavy s okolním pouzdrem akcelerátoru. SK hynix upozorňuje, že význam této logické vrstvy s vývojem HBM4 roste, protože paměť musí zvládat širší propojení a nižší spotřebu. 7

U HBM4 SK hynix využívá pro výrobu základního čipu u TSMC proces třídy 12 nm. Podle zpráv citovaných v souvislosti s možným zapojením Intelu může výroba tohoto čipu stát přibližně třikrát až čtyřikrát více než výroba samotného hlavního DRAM čipu. Takový rozdíl vytváří tlak na hledání další výrobní cesty, zejména u méně zákaznicky upravených produktů, kde nemusí být vždy nutný nejpokročilejší výrobní proces. 2415

Duální sourcing by zároveň snížil závislost na jediné foundry, tedy smluvním výrobci čipů. Pokud Intel splní požadavky na výtěžnost, spotřebu, spolehlivost a kompatibilitu s pouzdřením, mohl by SK hynix rozdělit výrobu mezi Intel a TSMC. Firma by tak získala větší pružnost při vyjednávání o cenách i kapacitách. Konkrétní rozdělení výroby ani časový plán ale zatím známé nejsou.

HBM4E přichází v době prudkého růstu poptávky

SK hynix už odeslal významným zákazníkům vzorky 12vrstvých pamětí HBM4E. Společnost uvádí rychlost až 16 Gb/s na pin a o více než 20 % lepší energetickou účinnost než u předchozí generace. 15

Tyto parametry jsou důležité, protože HBM patří k nejcitlivějším částem výkonu moderních AI systémů. Rychlejší paměť dokáže zásobovat akcelerátory daty vyšší rychlostí, zatímco nižší spotřeba pomáhá omezovat energetické a chladicí nároky rozsáhlých datových center. Vyšší výkon však současně zvyšuje nároky na spolehlivou a škálovatelnou výrobu celé sestavy – nejen samotných DRAM vrstev.

Napětí v dodavatelském řetězci mezitím roste. Závazky NVIDIA týkající se dodávek a výrobních kapacit se podle zpráv zvýšily ze 119 miliard na 279 miliard dolarů, přičemž významným faktorem byly nákupy pamětí. Tato částka nepředstavuje jediný nákup HBM od SK hynixu; zahrnuje širší dodavatelské a infrastrukturní závazky. Ukazuje však, proč se výrobci pamětí snaží zajistit každý kritický krok výroby.

Výroba základního čipu není totéž co finální pouzdření

Zprávy o Intelu mohou působit jednoznačněji, než jaká je skutečná situace. Výroba logického základního čipu na waferu je pouze jednou částí procesu. Další představuje propojení HBM sestav s AI akcelerátorem ve finálním pouzdře.

CoWoS od TSMC je rodina technologií 2,5D pouzdření, která umožňuje integrovat akcelerátor a několik HBM sestav prostřednictvím vysokohustotní propojovací struktury. EMIB od Intelu, zkratka pro Embedded Multi-die Interconnect Bridge, místo velkého křemíkového interposeru využívá malé křemíkové můstky zabudované přímo v substrátu pouzdra. Ty vytvářejí hustá propojení mezi jednotlivými čipy. Zprávy uvádějí, že SK hynix testuje integraci HBM s pouzdřením založeným na technologii EMIB a vyhodnocuje související materiály a komponenty.

Intel by tak teoreticky mohl být zapojen do dvou odlišných částí řetězce:

• Foundry: výroba části logických základních čipů HBM4E.
• Pokročilé pouzdření: dodávka nebo podpora integrace pamětí a logiky prostřednictvím EMIB.

Tyto možnosti je nutné posuzovat odděleně. Výzkum pouzdření nedokazuje, že Intel bude vyrábět základní čipy, a kvalifikace základního čipu sama o sobě neznamená, že Intel získá výrobu celého finálního AI pouzdra.

Co by dohoda znamenala pro Intel a TSMC

Pro Intel by i omezená objednávka od SK hynixu představovala důležité vítězství v oblasti Intel Foundry. Firma by získala praktickou ukázku toho, že její výrobní a pokročilé pouzdřicí technologie dokážou obsloužit náročnou a rychle rostoucí aplikaci. Skutečný obchodní dopad by však závisel na tom, zda se Intel posune od testování ke kvalifikované a opakovatelné velkoobjemové výrobě.

Pro TSMC by případná ztráta pouze části programu základních čipů pravděpodobně znamenala omezený okamžitý dopad na tržby. Větší význam by měl strategický signál: důvěryhodná alternativa by mohla snížit výsadní postavení TSMC ve výrobě logiky související s HBM a dát SK hynixu silnější pozici při vyjednávání o cenách a kapacitách. To je ale stále pouze možnost, protože žádné rozdělení objemů nebylo oznámeno. 2

Pozornost mohou věnovat i další výrobci pamětí. Zprávy uvádějí, že kompatibilitu přístupu Intelu k pouzdření posuzovaly také Samsung a Micron. Nejde však o oznámený plán adopce. Jakýkoli širší posun by závisel na tom, zda Intel prokáže, že EMIB splňuje požadavky zákazníků na výkon, spotřebu, cenu a výrobní spolehlivost.

Zapadá to do širších vztahů Intelu a SK hynixu

Možná spolupráce na HBM by navazovala na již existující obchodní vztah, i když oba případy nejsou totožné. V roce 2020 se Intel dohodl na prodeji své NAND paměťové a úložné divize společnosti SK hynix za 9 miliard dolarů. Transakce zahrnovala mimo jiné SSD aktivity, NAND aktiva a závod v čínském Dalianu. První část v hodnotě 7 miliard dolarů byla dokončena v prosinci 2021.

Objevily se také zprávy, že SK hynix byl zvažován jako možný partner pro provoz Intelovy továrny v Ohiu. SK hynix popřel, že by plánoval akvizici, a tato záležitost je oddělená od návrhu na výrobu základních čipů HBM4E. Přesto naznačuje širší zájem o spolupráci mezi velkým výrobcem pamětí a aktivitami Intelu v oblasti foundry a pokročilého pouzdření.

Rozhodne kvalifikace, ne titulky

Nejpřesnější interpretací je, že SK hynix hledá pojistku pro svůj dodavatelský řetězec. Důvody jsou zřejmé: základní čipy jsou podle zpráv nákladné, zákazníci z oblasti AI si předem rezervují kapacity a HBM4E klade vyšší nároky na logiku, spotřebu i pouzdření.

Druhý dodavatel má ale smysl jen tehdy, pokud dokáže nabídnout výsledky ve výrobním měřítku. Intel by musel prokázat přijatelnou výtěžnost, energetické parametry, spolehlivost, integraci duševního vlastnictví i kompatibilitu s výrobním tokem SK hynixu.

Dokud SK hynix, Intel nebo TSMC nepotvrdí výrobní dohodu či přidělení konkrétních objemů, je nejbezpečnější závěr tento: SK hynix Intel zkoumá jako možné doplnění k TSMC, nikoli jako jeho potvrzenou náhradu.