Le projet évoqué entre SK Hynix et Intel pourrait rebattre les cartes de la chaîne HBM4E

Le projet rapporté ne correspond pas, à ce stade, à un contrat finalisé. SK Hynix étudierait la possibilité de faire fabriquer une partie des dies logiques de base utilisés dans ses futurs empilements HBM4E par Intel Foundry, en complément de TSMC. Ni SK Hynix, ni Intel, ni TSMC n’ont publiquement confirmé un accord de production ou une répartition des volumes. 234

L’intérêt stratégique est toutefois clair : à mesure que la mémoire HBM devient indispensable aux accélérateurs d’intelligence artificielle, son die de base devient un composant plus coûteux et plus sensible. Un deuxième fournisseur pourrait aider SK Hynix à sécuriser ses capacités, à maîtriser ses coûts et à mieux négocier avec TSMC, sans rompre avec ce partenaire.

Pourquoi SK Hynix cherche une deuxième source

La HBM — pour « High Bandwidth Memory », ou mémoire à large bande passante — est constituée de plusieurs couches de DRAM empilées au-dessus d’un composant logique appelé die de base. Contrairement aux couches de DRAM, qui stockent les données, ce die gère notamment l’interface de la pile mémoire, le routage des signaux et la connexion avec l’accélérateur et le boîtier final. SK hynix souligne lui-même que le rôle de cette couche logique prend de l’importance à mesure que la HBM gagne en connectivité et en efficacité énergétique. 7

Pour la HBM4, SK Hynix s’appuie sur un procédé logique de classe 12 nm de TSMC. Selon les informations citées dans les articles consacrés à la piste Intel, la fabrication de ce die de base pourrait coûter environ trois à quatre fois plus cher que celle d’un die DRAM principal. Cette différence crée une forte pression sur les coûts, notamment pour les produits nécessitant moins de personnalisation, pour lesquels le procédé le plus avancé n’est pas toujours indispensable. 2415

Le double approvisionnement offrirait aussi une protection contre la dépendance à un seul fondeur. Si Intel parvient à atteindre les niveaux requis de rendement de production, de consommation, de fiabilité et de compatibilité avec le packaging, SK Hynix pourrait répartir sa production entre Intel et TSMC. Les volumes concernés et le calendrier restent toutefois inconnus.

La demande en HBM4E rend l’enjeu plus urgent

SK Hynix a déjà expédié à plusieurs clients majeurs des échantillons de HBM4E empilés sur 12 couches. L’entreprise annonce une vitesse pouvant atteindre 16 Gbit/s par broche ainsi qu’une efficacité énergétique supérieure de plus de 20 % à celle de la génération précédente. 15

Ces caractéristiques comptent directement pour les systèmes d’IA. Une mémoire plus rapide alimente les accélérateurs à un rythme supérieur, tandis qu’une meilleure efficacité énergétique réduit la consommation et les besoins de refroidissement des centres de données. Mais ces gains rendent aussi plus exigeante la montée en cadence de l’ensemble de la chaîne : les couches DRAM ne sont qu’une partie du problème, le die logique et le packaging étant tout aussi déterminants.

La tension sur les approvisionnements s’accentue par ailleurs. Les engagements de NVIDIA liés à ses approvisionnements et à ses capacités seraient passés de 119 milliards à 279 milliards de dollars, la mémoire étant présentée comme un moteur important de cette hausse. Ce montant couvre plus largement la chaîne d’approvisionnement et les infrastructures de NVIDIA ; il ne correspond pas à un achat unique de HBM auprès de SK Hynix. Il illustre néanmoins la course engagée pour sécuriser chaque étape critique de la production.

Die de base et packaging : deux décisions différentes

Le rapprochement potentiel avec Intel peut prêter à confusion, car la production d’un empilement HBM fait intervenir plusieurs technologies. Fabriquer le die logique sur une tranche de silicium constitue une étape ; relier ensuite les piles HBM à un accélérateur dans le boîtier final en constitue une autre.

Le CoWoS de TSMC est une famille de technologies de packaging 2,5D qui assemble des accélérateurs et des piles HBM grâce à une structure d’interconnexion haute densité. L’EMIB d’Intel — pour Embedded Multi-die Interconnect Bridge — utilise plutôt de petits ponts de silicium intégrés au substrat du boîtier afin de créer des connexions denses entre les dies. Des informations de presse indiquent que SK Hynix teste l’intégration de sa HBM avec le packaging 2,5D fondé sur l’EMIB et évalue les matériaux et composants associés.

Intel pourrait donc potentiellement intervenir à deux niveaux :

• Fonderie : fabriquer une partie des dies logiques de base HBM4E ;
• Packaging avancé : fournir ou soutenir l’intégration entre la mémoire et la logique au moyen de l’EMIB.

Ces deux pistes doivent être distinguées. Des essais de packaging ne prouvent pas qu’Intel fabriquera les dies de base, et la qualification de ces dies ne ferait pas automatiquement d’Intel le fournisseur du boîtier d’IA complet.

Ce que le projet changerait pour Intel et TSMC

Pour Intel, même une commande limitée de SK Hynix représenterait une référence commerciale importante pour Intel Foundry. Elle montrerait que ses capacités de fabrication et de packaging avancé peuvent répondre aux exigences d’un marché en forte croissance comme celui de la mémoire HBM pour l’IA. L’impact réel dépendrait toutefois du passage de la phase d’évaluation à une production qualifiée, répétable et réalisée en volume.

Pour TSMC, la perte éventuelle d’une partie d’un programme de dies de base aurait probablement un effet financier immédiat limité. L’enjeu serait surtout stratégique : l’existence d’une alternative crédible réduirait l’exclusivité de TSMC dans la fabrication de la logique liée à la HBM et donnerait à SK Hynix davantage de poids dans les discussions sur les prix et les capacités. Aucun volume n’ayant été annoncé, il s’agit encore d’un scénario, pas d’un résultat établi. 2

Samsung et Micron suivent également cette évolution. Des informations indiquent que les deux fabricants ont évalué la compatibilité de l’approche de packaging d’Intel, mais cela ne constitue pas une annonce d’adoption. Une diffusion plus large de l’EMIB dépendrait de la capacité d’Intel à démontrer des performances, une consommation, un coût et une fiabilité de production conformes aux attentes des clients.

Une nouvelle étape dans les relations entre Intel et SK Hynix

Une éventuelle coopération autour de la HBM s’inscrirait dans une relation commerciale déjà établie, même si les deux dossiers sont distincts. En 2020, Intel avait accepté de vendre à SK Hynix son activité de mémoire NAND et de stockage — notamment ses SSD, ses actifs NAND et son usine de Dalian — pour 9 milliards de dollars. Une première étape de la transaction, d’un montant de 7 milliards de dollars, a été finalisée en décembre 2021.

SK Hynix a également été présenté comme un partenaire potentiel pour l’usine Intel de l’Ohio. Le fabricant sud-coréen a démenti tout projet d’acquisition, et cette information ne constitue pas une confirmation du projet concernant les dies HBM4E. Elle témoigne néanmoins de l’intérêt plus large suscité par une coopération entre un grand fabricant de mémoires et les activités de fonderie et de packaging d’Intel.

Le vrai test sera la qualification industrielle

Le scénario le plus prudent consiste à voir dans cette piste Intel une couverture de risque pour la chaîne d’approvisionnement de SK Hynix. Les raisons sont nombreuses : le die de base serait coûteux, les clients de l’IA cherchent à verrouiller leurs capacités et la HBM4E augmente les exigences en matière de logique, de consommation et de packaging.

Mais un deuxième fournisseur n’a de valeur que s’il peut produire à l’échelle industrielle. Intel devra démontrer un rendement acceptable, de bonnes caractéristiques électriques, une fiabilité suffisante, une intégration correcte de la propriété intellectuelle et une compatibilité complète avec le processus de fabrication HBM de SK Hynix.

Tant que les trois entreprises n’auront pas confirmé un accord de production ou une attribution de volumes, la conclusion la plus solide reste donc la suivante : SK Hynix explore Intel comme complément potentiel à TSMC, et non comme remplaçant de TSMC.