SK Hynix överväger Intel för HBM4E – men TSMC blir kvar

Det uppges att SK Hynix överväger ett upplägg där Intel Foundry tillverkar en del av de logikbasdies som används i företagets nästa generations HBM4E-minnen, samtidigt som samarbetet med TSMC fortsätter. Planen har inte offentligt bekräftats av SK Hynix, Intel eller TSMC och bör därför ses som en utvärdering – inte som ett färdigt produktionsavtal. 234

Den strategiska logiken är däremot tydlig. När efterfrågan på HBM-minne ökar i takt med AI-chipens framväxt blir logikbasdien en allt dyrare och viktigare del av minnesstacken. En kvalificerad andraleverantör skulle kunna hjälpa SK Hynix att hantera kostnader och kapacitet samt stärka företagets förhandlingsposition, utan att TSMC-samarbetet behöver överges.

Varför SK Hynix vill ha en andra leverantör

HBM, eller High Bandwidth Memory, byggs genom att flera DRAM-lager staplas ovanpå en logikbasdie. DRAM-lagren lagrar data, medan basdien hanterar gränssnittet, styr signalerna och kopplar minnet till det omgivande AI-paketet. SK Hynix har själv framhållit att logikdiens betydelse växer när HBM utvecklas mot bredare anslutningar och lägre energiförbrukning. 7

För HBM4 har SK Hynix förlitat sig på TSMC:s logikprocess i 12-nanometersklassen. Branschuppgifter som citerats i rapporteringen om Intel-planen säger att tillverkningen av basdien kan kosta ungefär tre till fyra gånger mer än produktionen av en kärn-DRAM-die. Den kostnadsskillnaden skapar ett tryck att hitta ytterligare en tillverkningsväg, särskilt för mindre kundanpassade produkter där den mest avancerade processen inte alltid är nödvändig. 2415

Med två leverantörer skulle SK Hynix dessutom minska sitt beroende av ett enda foundryföretag – alltså ett företag som tillverkar chip åt andra. Om Intel kan nå rätt nivåer för utbyte, effektförbrukning, tillförlitlighet och kompatibilitet med kapslingen, kan produktionen delas mellan Intel och TSMC. Den exakta fördelningen och tidsplanen är fortfarande okända.

HBM4E gör beslutet mer brådskande

SK Hynix har redan skickat ut prover av HBM4E med tolv staplade lager till större kunder. Företaget uppger att proverna når hastigheter på upp till 16 Gbit/s per stift och har över 20 procent bättre energieffektivitet än föregående generation. 15

Det är viktiga förbättringar eftersom HBM sitter nära centrum för prestandan i dagens AI-system. Snabbare minne kan förse acceleratorer med data i högre takt, medan lägre energiförbrukning minskar belastningen på elförsörjning och kylning i stora datacenter. Samtidigt gör högre prestandakrav hela produktionskedjan mer känslig – från DRAM-lagren till basdien och den slutliga kapslingen.

Leveransläget blir också allt mer pressat. Nvidias rapporterade leverans- och kapacitetsåtaganden ökade från 119 miljarder till 279 miljarder dollar, där minnesinköp beskrivs som en viktig drivkraft. Beloppet gäller bredare åtaganden för leveranskedja och infrastruktur, inte ett enskilt HBM-köp från SK Hynix. Det visar ändå varför minnestillverkare försöker säkra varje kritiskt steg i produktionen.

Basdie och avancerad kapsling är inte samma sak

Intel-uppgifterna riskerar att överdrivas eftersom HBM-produktion består av flera sammankopplade tekniker. Att tillverka logikbasdien på en wafer är ett steg. Att därefter koppla ihop HBM-stackarna med en AI-accelerator i ett färdigt paket är ett annat.

TSMC:s CoWoS är en familj av 2,5D-kapslingstekniker som integrerar acceleratorer och HBM genom mycket täta förbindelser. Intels EMIB, en förkortning för Embedded Multi-die Interconnect Bridge, använder i stället små kiselbryggor som byggs in i substratet för att skapa täta kopplingar mellan chip. Rapporter säger att SK Hynix har testat HBM-integration med Intels EMIB-baserade kapsling och utvärderat tillhörande material och komponenter.

Det öppnar i teorin för att Intel kan få två roller i leveranskedjan:

• Foundry: tillverka vissa logikbasdies för HBM4E.
• Avancerad kapsling: leverera eller stödja EMIB-baserad integration mellan minne och logik.

Rollerna måste dock hållas isär. Forskning kring kapsling bevisar inte att Intel kommer att tillverka basdies, och en kvalificering av basdien innebär inte automatiskt att Intel blir leverantör av det färdiga AI-paketet.

Vad kan det betyda för Intel och TSMC?

För Intel skulle även en begränsad order från SK Hynix vara en viktig extern kundvinst för Intel Foundry. Den skulle ge företaget ett praktiskt bevis på att dess tillverknings- och kapslingskapacitet kan användas i ett krävande område med snabb tillväxt. Den kommersiella effekten beror dock på om Intel lyckas gå från utvärdering till stabil produktion i större volymer.

För TSMC skulle den direkta ekonomiska effekten av att förlora en del av ett potentiellt basdieprogram sannolikt bli begränsad. Den större frågan är strategisk. En trovärdig konkurrent kan minska TSMC:s exklusivitet inom HBM-relaterad logiktillverkning och ge SK Hynix större inflytande över pris och kapacitet. Det är fortfarande ett möjligt scenario, inte ett fastslaget resultat, eftersom ingen volymfördelning har offentliggjorts. 2

Andra minnesföretag följer sannolikt också utvecklingen. Rapporter pekar på att Samsung och Micron har utvärderat kompatibiliteten med Intels kapslingslösning, men det är inte samma sak som en offentlig plan att börja använda den. Ett bredare skifte skulle kräva att Intel visar att EMIB klarar kundernas krav på prestanda, effektförbrukning, kostnad och produktionsstabilitet.

En del av en bredare relation mellan Intel och SK Hynix

Ett möjligt HBM-samarbete skulle bygga vidare på en redan etablerad affärsrelation, även om de två frågorna inte är samma. År 2020 gick Intel med på att sälja sin NAND- och lagringsverksamhet – inklusive SSD-verksamheten, NAND-tillgångar och fabriken i Dalian – till SK Hynix för 9 miljarder dollar. Den första delen av affären, värd 7 miljarder dollar, slutfördes i december 2021.

Det har också rapporterats att SK Hynix övervägdes som möjlig partner för Intels fabrik i Ohio. SK Hynix förnekade planer på ett förvärv, och den uppgiften är separat från förslaget om HBM4E-b dies. Den pekar ändå på ett bredare intresse för samarbete mellan en stor minnestillverkare och Intels foundry- och kapslingsverksamheter.

Den viktiga frågan är kvalificeringen

Den rapporterade Intel-planen bör i första hand ses som en risksäkring i leveranskedjan. SK Hynix har flera skäl att söka en andra källa: basdien uppges vara dyr, AI-kunder bokar kapacitet i förväg och HBM4E ställer högre krav på logik, energiförbrukning och kapsling.

Men en andraleverantör är bara värdefull om den kan leverera i produktionsskala. Intel måste kunna visa godtagbart utbyte, rätt effektförbrukning, tillförlitlighet, fungerande integration av immateriella rättigheter och kompatibilitet med SK Hynixs HBM-process.

Tills SK Hynix, Intel eller TSMC bekräftar ett produktionsavtal eller en konkret volymfördelning är den mest träffsäkra slutsatsen därför att SK Hynix undersöker Intel som ett komplement till TSMC – inte att TSMC redan håller på att ersättas.