SK Hynix guarda a Intel per i die di base HBM4E, senza rompere con TSMC

L’ipotesi riportata è quella di una possibile strategia di dual sourcing: SK Hynix potrebbe affidare a Intel Foundry la produzione di una parte dei die logici di base utilizzati nei futuri stack HBM4E, continuando nel frattempo a collaborare con TSMC. SK Hynix, Intel e TSMC non hanno però confermato pubblicamente un accordo produttivo. Per ora, quindi, si parla di una valutazione e non di un contratto definitivo. 234

La logica industriale è chiara. La memoria HBM — High Bandwidth Memory, cioè memoria ad alta larghezza di banda — è diventata un componente centrale degli acceleratori per l’intelligenza artificiale. All’interno dello stack, il die di base sta assumendo un peso sempre maggiore in termini di costo, prestazioni e gestione dei consumi. Avere un secondo fornitore qualificato potrebbe aiutare SK Hynix a distribuire la capacità produttiva, contenere i costi e aumentare il proprio margine negoziale, senza rinunciare al rapporto con TSMC.

Perché SK Hynix cerca un secondo fornitore

Un componente HBM è formato da diversi strati di DRAM impilati sopra un livello logico chiamato base die, o die di base. Gli strati DRAM conservano i dati; il die di base gestisce invece l’interfaccia, instrada i segnali e collega la memoria al resto del sistema, compreso l’acceleratore installato nello stesso package.

Con l’evoluzione verso HBM4 e HBM4E, questo livello logico deve sostenere più connessioni e requisiti più severi di consumo e affidabilità. La stessa SK Hynix ha sottolineato che il ruolo del die logico è diventato più importante nelle generazioni più recenti di HBM. 7

Per HBM4, SK Hynix si è affidata al processo logico di classe 12 nanometri di TSMC. Secondo i report citati nelle indiscrezioni sul possibile coinvolgimento di Intel, la produzione del base die può costare circa tre o quattro volte quella di un die DRAM principale. Una differenza di questo tipo crea pressione sui margini e rende interessante una seconda rotta produttiva, soprattutto per i prodotti meno personalizzati, dove non sempre è indispensabile il nodo più avanzato. 2415

Il doppio approvvigionamento avrebbe anche una funzione di sicurezza. Se Intel riuscisse a rispettare i requisiti di resa produttiva, consumi, affidabilità e compatibilità con il packaging di SK Hynix, i volumi potrebbero essere divisi tra Intel e TSMC. La ripartizione, così come le tempistiche, non è però nota.

HBM4E e la corsa alla capacità produttiva

SK Hynix ha già inviato ai principali clienti campioni della HBM4E a 12 strati. L’azienda indica una velocità fino a 16 Gbps per pin e un’efficienza energetica superiore di oltre il 20% rispetto alla generazione precedente. 15

Sono numeri rilevanti perché la HBM si trova al centro delle prestazioni dei moderni sistemi di intelligenza artificiale. Una memoria più veloce consente di alimentare gli acceleratori con più dati, mentre una maggiore efficienza riduce il carico energetico e termico dei grandi data center.

La crescita della domanda rende però più importante la capacità di produrre in modo affidabile ogni parte dello stack, non soltanto la DRAM. Gli impegni di fornitura e capacità di NVIDIA sono saliti, secondo i report disponibili, da 119 a 279 miliardi di dollari; la memoria sarebbe uno dei principali fattori dell’aumento. La cifra riguarda impegni più ampi per la supply chain e l’infrastruttura, non un singolo ordine HBM a SK Hynix, ma mostra quanto sia diventato strategico assicurarsi ogni passaggio critico della produzione.

Die di base e packaging non sono la stessa cosa

Le indiscrezioni su Intel rischiano di essere interpretate in modo troppo ampio perché la produzione HBM coinvolge tecnologie diverse ma collegate. Fabbricare il die logico su un wafer è una fase; collegare poi gli stack HBM all’acceleratore nel package finale è un’altra.

Il CoWoS di TSMC è una famiglia di tecnologie di packaging 2.5D che integra acceleratori e stack HBM attraverso una struttura di interconnessione ad alta densità. L’EMIB di Intel, acronimo di Embedded Multi-die Interconnect Bridge, utilizza invece piccoli ponti di silicio incorporati nel substrato del package per creare connessioni dense tra i chip.

Secondo i report, SK Hynix sta testando l’integrazione della HBM con il packaging 2.5D basato su EMIB di Intel, valutando anche materiali e componenti collegati.

Questo apre due possibili aree di collaborazione:

• Foundry: Intel potrebbe fabbricare una parte dei die logici di base HBM4E.
• Advanced packaging: Intel potrebbe fornire o supportare l’integrazione EMIB tra memoria e logica.

Le due ipotesi vanno tenute separate. I test sul packaging non dimostrano che Intel produrrà i die di base; allo stesso modo, la qualificazione di un die non trasformerebbe automaticamente Intel nel fornitore del package AI completo.

Cosa può significare per Intel e TSMC

Per Intel, anche un ordine limitato da parte di SK Hynix rappresenterebbe una conquista importante per Intel Foundry. Sarebbe una dimostrazione concreta della capacità di usare produzione e packaging avanzato in un mercato ad alta crescita come quello dell’AI.

Il valore industriale dipenderebbe però dal passaggio dalla fase di valutazione a una produzione qualificata, ripetibile e su volumi significativi. In altre parole, il titolo della notizia conta meno della capacità di Intel di raggiungere rese produttive e livelli di affidabilità richiesti da SK Hynix.

Per TSMC, la perdita di una parte di un eventuale programma di die di base avrebbe probabilmente un impatto finanziario immediato limitato. Il segnale strategico sarebbe più rilevante: un’alternativa credibile potrebbe ridurre l’esclusività di TSMC nella produzione logica collegata alla HBM e dare a SK Hynix più leva nelle trattative su prezzi e capacità. Per ora si tratta soltanto di uno scenario, perché non è stata annunciata alcuna assegnazione di volumi. 2

Anche Samsung e Micron potrebbero osservare l’evoluzione. Alcuni report indicano che i due produttori hanno valutato la compatibilità dell’approccio di packaging di Intel, ma questo non equivale a un piano di adozione annunciato. Un cambiamento più ampio dipenderebbe dalla capacità di EMIB di soddisfare i requisiti di prestazioni, consumi, costi e affidabilità produttiva.

Il rapporto più ampio tra Intel e SK Hynix

La possibile collaborazione sulla HBM si inserirebbe in una relazione commerciale già esistente, anche se i due dossier non coincidono. Nel 2020 Intel ha accettato di vendere a SK Hynix il proprio business NAND e storage, compresi le attività SSD, gli asset NAND e lo stabilimento di Dalian, per 9 miliardi di dollari. La prima fase dell’operazione, del valore di 7 miliardi, è stata completata nel dicembre 2021.

Sono inoltre circolate indiscrezioni su SK Hynix come possibile partner per lo stabilimento Intel in Ohio. SK Hynix ha negato piani di acquisizione, e quel caso resta distinto dalla proposta sui die HBM4E. Tuttavia, entrambi gli episodi indicano un interesse più ampio per una cooperazione tra un grande produttore di memoria e le attività di foundry e packaging di Intel.

La vera domanda è la qualificazione

Il piano riportato va letto soprattutto come una copertura della supply chain. SK Hynix ha motivi per cercare una seconda fonte: i die di base avrebbero costi elevati, i clienti dell’AI stanno prenotando capacità e HBM4E impone requisiti più severi a logica, consumi e packaging.

Ma un secondo fornitore è utile soltanto se riesce a produrre su scala industriale. Intel dovrebbe dimostrare di poter offrire rese adeguate, caratteristiche energetiche compatibili, affidabilità, integrazione della proprietà intellettuale e piena compatibilità con il processo HBM di SK Hynix.

Finché le aziende non confermeranno un accordo produttivo o una ripartizione dei volumi, la conclusione più prudente è questa: SK Hynix sta valutando Intel come possibile complemento a TSMC, non come sostituto già deciso.