SK hynix verkent Intel als tweede leverancier voor HBM4E-basisdies

Het gemelde plan draait om mogelijke dual sourcing: SK hynix zou Intel Foundry een deel van de logische basisdies voor de volgende generatie HBM4E-geheugenstacks kunnen laten produceren, terwijl het de samenwerking met TSMC voortzet. SK hynix, Intel en TSMC hebben dit niet publiekelijk bevestigd. Vooralsnog gaat het dus om een evaluatie, niet om een afgeronde productieovereenkomst. 234

De strategische reden is duidelijk. HBM — high-bandwidth memory, of geheugen met hoge bandbreedte — is cruciaal geworden voor AI-versnellers. Tegelijk wordt de logische basisdie onder in de geheugenstack een steeds duurder en belangrijker onderdeel. Een gekwalificeerde tweede leverancier kan SK hynix helpen met kosten, capaciteit en onderhandelingsmacht, zonder de bestaande relatie met TSMC op te geven.

Waarom een tweede leverancier voor de basisdie aantrekkelijk is

HBM bestaat uit meerdere gestapelde DRAM-lagen boven op een logische laag: de basisdie. Die laag slaat niet op dezelfde manier gegevens op als de DRAM-dies, maar beheert onder meer de interface, stuurt signalen door en vormt de verbinding tussen het geheugen en de rest van het AI-pakket. SK hynix benadrukt zelf dat de logische die belangrijker wordt naarmate HBM hogere connectiviteit en een lager energieverbruik moet bieden. 7

Voor HBM4 gebruikt SK hynix de 12nm-klasse van TSMC voor de productie van de basisdie. Volgens berichten die het mogelijke Intel-plan beschrijven, kan de productie van zo’n basisdie ongeveer drie tot vier keer duurder zijn dan die van een klassieke DRAM-die. Dat verschil zet druk op de marges en maakt een extra productieroute interessant, vooral voor minder sterk aangepaste producten waarbij het meest geavanceerde productieproces mogelijk niet altijd noodzakelijk is. 2415

Dual sourcing zou SK hynix bovendien minder afhankelijk maken van één foundry — een chipfabrikant die ontwerpen van andere bedrijven produceert. Als Intel kan voldoen aan de vereisten voor opbrengst, energieverbruik, betrouwbaarheid en compatibiliteit met de verpakking, kan SK hynix de productie mogelijk over Intel en TSMC verdelen. De precieze verdeling en planning zijn onbekend.

De vraag naar HBM4E maakt de keuze urgenter

SK hynix heeft al 12-laags HBM4E-samples naar grote klanten verstuurd. Volgens het bedrijf halen deze chips snelheden tot 16 Gbps per pin en is de energie-efficiëntie ruim 20% beter dan bij de vorige generatie. 15

Dat zijn belangrijke verbeteringen voor AI-systemen. Sneller geheugen kan AI-versnellers sneller van gegevens voorzien, terwijl een lager energieverbruik de belasting voor stroomvoorziening en koeling beperkt. Maar hogere prestaties maken ook de productie van elke stap in de geheugenstack kritischer — niet alleen van de DRAM-lagen.

De druk op de markt neemt ondertussen toe. NVIDIA’s gemelde leverings- en capaciteitsverplichtingen stegen van 119 miljard naar 279 miljard dollar, waarbij de inkoop van geheugen als belangrijke aanjager wordt genoemd. Dit bedrag staat voor bredere verplichtingen rond de toeleveringsketen en infrastructuur, niet voor één HBM-aankoop bij SK hynix. Het laat wel zien waarom producenten elke kritieke productiestap veilig willen stellen.

Basisdie en geavanceerde verpakking zijn niet hetzelfde

De berichtgeving over Intel kan gemakkelijk te stellig worden geïnterpreteerd, omdat HBM-productie uit meerdere afzonderlijke technologieën bestaat. De productie van een logische basisdie op een wafer is één stap. Het verbinden van de uiteindelijke HBM-stacks met een AI-versneller in één pakket is een andere.

CoWoS van TSMC is een familie van 2,5D-verpakkingstechnologieën waarmee AI-versnellers en HBM via een verbinding met hoge dichtheid worden geïntegreerd. EMIB van Intel — Embedded Multi-die Interconnect Bridge — gebruikt daarentegen kleine siliciumbruggen die in het substraat van de verpakking zijn ingebed. Daarmee worden compacte verbindingen tussen verschillende dies mogelijk.

Volgens berichten test SK hynix de integratie van HBM met Intels EMIB-verpakking en beoordeelt het daarvoor benodigde materialen en componenten. Intel zou daardoor mogelijk op twee niveaus een rol kunnen krijgen:

• Foundry: de productie van een deel van de logische basisdies voor HBM4E.
• Geavanceerde verpakking: het leveren of ondersteunen van EMIB-gebaseerde integratie tussen geheugen en logica.

Die twee mogelijkheden moeten afzonderlijk worden bekeken. Onderzoek naar verpakking bewijst niet dat Intel ook de basisdies zal produceren. Omgekeerd betekent kwalificatie van Intel als basisdieproducent niet automatisch dat het bedrijf ook het volledige AI-pakket gaat leveren.

Wat kan dit betekenen voor Intel en TSMC?

Voor Intel zou zelfs een beperkte order van SK hynix belangrijk zijn. Een externe klant in een veeleisende en snelgroeiende markt zou een concreet bewijs vormen dat Intel Foundry zijn productie- en verpakkingstechnologieën commercieel kan inzetten. De uiteindelijke betekenis voor Intels foundrystrategie hangt er echter van af of het bedrijf van evaluatie naar stabiele productie op volume kan gaan.

Voor TSMC zou het directe financiële effect van het verliezen van slechts een deel van een mogelijk basisdieprogramma waarschijnlijk beperkt zijn. Het strategische signaal is relevanter. Een geloofwaardig alternatief kan de exclusiviteit van TSMC in HBM-gerelateerde logische productie verminderen en SK hynix meer invloed geven bij onderhandelingen over prijzen en capaciteit. Dat is voorlopig een mogelijkheid, geen vaststaand gevolg: er is geen volumeverdeling aangekondigd. 2

Ook andere geheugenproducenten kunnen de ontwikkeling volgen. Volgens berichten hebben Samsung en Micron de compatibiliteit van Intels verpakkingsaanpak onderzocht. Dat is echter geen aangekondigd plan om EMIB daadwerkelijk te gebruiken. Een bredere verschuiving zou afhangen van de vraag of Intel kan aantonen dat EMIB voldoet aan de eisen voor prestaties, energieverbruik, kosten en productiereliabiliteit.

Een nieuwe stap in de relatie tussen Intel en SK hynix?

Een mogelijke samenwerking rond HBM zou voortbouwen op bestaande commerciële banden, al staan de dossiers los van elkaar. In 2020 bereikten Intel en SK hynix een overeenkomst over de verkoop van Intels NAND-geheugen- en opslagactiviteiten — waaronder de SSD-divisie, NAND-activa en de fabriek in Dalian — voor 9 miljard dollar. De eerste fase, ter waarde van 7 miljard dollar, werd in december 2021 afgerond.

Daarnaast verschenen berichten dat SK hynix was genoemd als mogelijke partner voor Intels fabriek in Ohio. SK hynix ontkende plannen voor een overname. Ook dat dossier staat los van het voorstel rond de HBM4E-basisdie, maar het wijst wel op bredere belangstelling voor samenwerking tussen de Zuid-Koreaanse geheugenspecialist en Intels foundry- en verpakkingsactiviteiten.

De echte test wordt kwalificatie, niet de krantenkop

Het gemelde Intel-plan kan het best worden gezien als een risico- en leveringsstrategie. SK hynix heeft meerdere redenen om een extra bron te onderzoeken: de basisdie is naar verluidt duur, AI-klanten leggen capaciteit vast en HBM4E stelt hogere eisen aan logica, energieverbruik en verpakking.

Een tweede leverancier heeft echter alleen waarde als die ook op productieschaal kan leveren. Intel moet dan aantonen dat het een geschikte opbrengst, energieprestaties, betrouwbaarheid, integratie van intellectueel eigendom en compatibiliteit met de productiestroom van SK hynix kan bieden.

Totdat SK hynix, Intel of TSMC een productieovereenkomst of volumeverdeling bevestigt, is de meest nauwkeurige conclusie daarom: SK hynix onderzoekt Intel als aanvulling op TSMC — niet als een directe vervanger.