Plan SK hynix wobec Intela może zmienić łańcuch dostaw HBM4E

Według doniesień SK hynix rozważa układ, w którym Intel Foundry produkowałby część układów logicznych bazowych wykorzystywanych w stosach pamięci HBM4E, podczas gdy firma nadal współpracowałaby z TSMC. Żadna z trzech spółek — SK hynix, Intel ani TSMC — nie potwierdziła publicznie zawarcia umowy produkcyjnej. Dlatego na tym etapie należy mówić o analizowanym modelu podwójnego zaopatrzenia, a nie o sfinalizowanej zmianie dostawcy. 234

Logika takiego ruchu jest dość prosta: HBM4E trafia na rynek w czasie gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na pamięć dla układów sztucznej inteligencji, a układ bazowy staje się coraz droższym i ważniejszym strategicznie elementem całej konstrukcji. Drugi, odpowiednio zakwalifikowany dostawca mógłby pomóc SK hynix ograniczyć koszty, zabezpieczyć moce produkcyjne i uzyskać silniejszą pozycję negocjacyjną wobec TSMC — bez zrywania dotychczasowej współpracy.

Dlaczego układ bazowy HBM ma znaczenie

HBM, czyli pamięć o dużej przepustowości, powstaje przez pionowe ułożenie kilku warstw DRAM nad układem logicznym nazywanym układem bazowym (base die). Warstwy DRAM przechowują dane, natomiast układ bazowy zarządza interfejsem stosu, kieruje sygnałami i łączy pamięć z pozostałą częścią pakietu akceleratora.

Wraz z rozwojem HBM rośnie znaczenie właśnie tej warstwy logicznej. SK hynix wskazuje, że w HBM4 układ bazowy ma odgrywać większą rolę w zwiększaniu liczby połączeń między stosem pamięci a układem logicznym oraz w ograniczaniu zużycia energii. 7

W przypadku HBM4 SK hynix korzysta z procesu logicznego TSMC klasy 12 nm. Według doniesień przywoływanych w kontekście rozmów z Intelem produkcja układu bazowego w tej technologii może kosztować około trzy–cztery razy więcej niż wytworzenie pojedynczego rdzenia DRAM. Taka różnica tworzy presję na znalezienie dodatkowej ścieżki produkcyjnej, zwłaszcza dla mniej niestandardowych wersji produktu, w których najbardziej zaawansowany proces nie zawsze jest konieczny. 2415

Model dual-sourcingu, czyli korzystania z dwóch źródeł dostaw, ograniczyłby również zależność od jednej odlewni. Jeśli Intel spełni wymagania dotyczące uzysku produkcyjnego, poboru mocy, niezawodności i zgodności z pakowaniem, SK hynix mógłby rozdzielić produkcję między Intela i TSMC. Nie wiadomo jednak, jaki byłby podział wolumenu ani kiedy miałaby ruszyć ewentualna produkcja seryjna.

HBM4E podnosi stawkę

SK hynix wysłał już głównym klientom próbki 12-warstwowych układów HBM4E. Firma podaje, że osiągają one szybkość do 16 Gb/s na pin i zapewniają ponad 20 proc. wyższą efektywność energetyczną niż poprzednia generacja. 15

To istotne parametry, ponieważ HBM znajduje się dziś w samym centrum wydajności nowoczesnych systemów AI. Szybsza pamięć pozwala sprawniej dostarczać dane akceleratorom, a niższe zużycie energii ogranicza obciążenie związane z zasilaniem i chłodzeniem dużych centrów danych. Wyższa wydajność zwiększa jednak znaczenie stabilnej i skalowalnej produkcji każdego elementu stosu — nie tylko warstw DRAM.

Presja po stronie popytu także rośnie. Zobowiązania zakupowe i dotyczące mocy produkcyjnych w łańcuchu dostaw firmy NVIDIA miały wzrosnąć z 119 mld do 279 mld dolarów, a pamięć była wskazywana jako jeden z głównych czynników tego wzrostu. Nie oznacza to, że cała kwota dotyczy zakupu HBM od SK hynix. Pokazuje jednak, dlaczego producenci pamięci próbują zabezpieczać każdy krytyczny etap produkcji.

Produkcja układu bazowego to nie to samo co pakowanie

Doniesienia o Intelu łatwo nadinterpretować, ponieważ produkcja HBM obejmuje kilka powiązanych, ale odrębnych technologii. Wytworzenie logicznego układu bazowego na waflu to jeden etap. Połączenie gotowych stosów HBM z akceleratorem w finalnym pakiecie to etap kolejny.

CoWoS firmy TSMC to rodzina technologii pakowania 2.5D, która integruje akceleratory i stosy HBM za pomocą struktury połączeń o wysokiej gęstości. EMIB Intela — skrót od Embedded Multi-die Interconnect Bridge — wykorzystuje natomiast niewielkie krzemowe mostki osadzone w podłożu pakietu, aby tworzyć gęste połączenia między układami.

Według doniesień SK hynix testuje integrację HBM z pakowaniem opartym na EMIB oraz ocenia powiązane materiały i komponenty. W efekcie Intel mógłby potencjalnie uczestniczyć w dwóch różnych częściach łańcucha dostaw:

• jako odlewnia — produkując część logicznych układów bazowych HBM4E;
• jako dostawca zaawansowanego pakowania — zapewniając lub wspierając integrację pamięci i logiki w technologii EMIB.

Te możliwości należy analizować osobno. Testy pakowania nie dowodzą, że Intel będzie produkował układy bazowe, a zakwalifikowanie Intela do produkcji układów bazowych nie oznacza automatycznie, że firma stanie się dostawcą gotowych pakietów AI.

Co może to oznaczać dla Intela i TSMC

Dla Intela nawet ograniczone zamówienie od SK hynix byłoby ważnym zwycięstwem w pozyskiwaniu zewnętrznych klientów dla Intel Foundry. Stanowiłoby praktyczny dowód, że możliwości produkcyjne i pakowania firmy mogą zostać wykorzystane w wymagającym, szybko rosnącym segmencie infrastruktury AI. Rzeczywiste znaczenie biznesowe zależałoby jednak od przejścia od testów do powtarzalnej produkcji seryjnej o odpowiednim wolumenie.

Dla TSMC krótkoterminowy wpływ finansowy utraty tylko części potencjalnego programu układów bazowych prawdopodobnie byłby ograniczony. Ważniejszy byłby sygnał strategiczny: wiarygodna alternatywa mogłaby osłabić wyłączność TSMC w produkcji logiki związanej z HBM i dać SK hynix większą siłę negocjacyjną w sprawie cen oraz dostępnych mocy. Na razie pozostaje to jednak możliwością, ponieważ nie ogłoszono żadnego przydziału produkcji. 2

Na sytuację mogą patrzeć także inni producenci pamięci. Doniesienia wskazują, że Samsung i Micron analizowały zgodność rozwiązania pakującego Intela, ale nie jest to równoznaczne z zapowiedzią jego wdrożenia. Szersza zmiana zależałaby od tego, czy Intel udowodni, że EMIB spełnia wymagania klientów dotyczące wydajności, poboru mocy, kosztów i niezawodności produkcji.

Szersze relacje Intela i SK hynix

Potencjalna współpraca przy HBM wpisywałaby się w istniejące relacje biznesowe obu firm, choć nie należy utożsamiać tych spraw. W 2020 roku Intel uzgodnił sprzedaż SK hynix swojej działalności związanej z pamięcią NAND i pamięciami masowymi — w tym biznesu SSD, aktywów NAND oraz fabryki w Dalian — za 9 mld dolarów. Pierwszy etap transakcji, opiewający na 7 mld dolarów, zakończono w grudniu 2021 roku.

Pojawiały się również informacje, że SK hynix był rozważany jako potencjalny partner dla fabryki Intela w Ohio. SK hynix zaprzeczył, jakoby planował przejęcie. Ten wątek jest niezależny od propozycji dotyczącej układów bazowych HBM4E, ale pokazuje szersze zainteresowanie współpracą między dużym producentem pamięci a biznesami Intela związanymi z odlewnią i zaawansowanym pakowaniem.

Najważniejsza będzie kwalifikacja, nie sam nagłówek

Raportowany plan najlepiej rozumieć jako zabezpieczenie łańcucha dostaw. SK hynix ma powody, by szukać drugiego źródła: układy bazowe są według doniesień kosztowne, klienci AI rezerwują moce produkcyjne, a HBM4E stawia coraz większe wymagania logice, zasilaniu i pakowaniu.

Drugi dostawca będzie jednak wartościowy tylko wtedy, gdy zapewni wyniki na skalę produkcji seryjnej. Intel musiałby wykazać odpowiedni uzysk, parametry energetyczne, niezawodność, zgodność własności intelektualnej oraz kompatybilność z procesem wytwarzania HBM firmy SK hynix.

Dopóki SK hynix, Intel lub TSMC nie potwierdzą umowy produkcyjnej albo konkretnego przydziału wolumenu, najtrafniejszy wniosek brzmi: SK hynix bada Intela jako uzupełnienie TSMC, a nie jako jego bezpośrednie zastępstwo.