SK Hynix có thể mở rộng chuỗi cung ứng HBM4E từ TSMC sang Intel

Kế hoạch được báo cáo là một phương án đa nguồn, theo đó Intel Foundry có thể sản xuất một phần die đế logic dùng trong các khối HBM4E thế hệ mới của SK Hynix, trong khi hãng bộ nhớ Hàn Quốc tiếp tục hợp tác với TSMC. Tuy nhiên, SK Hynix, Intel và TSMC chưa công khai xác nhận thỏa thuận sản xuất nào. Vì vậy, thông tin này nên được xem là một quá trình đánh giá, chưa phải hợp đồng đã chốt. 234

Lý do chiến lược khá rõ ràng: khi các nhà sản xuất chip AI chạy đua bảo đảm nguồn HBM, die đế logic ngày càng trở thành linh kiện đắt đỏ và quan trọng hơn. Một nhà cung cấp thứ hai đủ năng lực có thể giúp SK Hynix kiểm soát chi phí, tiếp cận thêm công suất và tăng vị thế thương lượng mà không cần từ bỏ quan hệ hiện tại với TSMC.

Vì sao SK Hynix muốn có thêm nhà cung cấp die đế?

HBM được tạo thành bằng cách xếp chồng nhiều lớp DRAM lên trên một lớp logic gọi là die đế. Khác với các lớp DRAM có nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu, die đế quản lý giao tiếp của cả chồng bộ nhớ, định tuyến tín hiệu và kết nối HBM với bộ xử lý tăng tốc nằm trong cùng hệ thống đóng gói. SK Hynix cũng từng nhấn mạnh rằng vai trò của die logic ngày càng lớn khi HBM hướng tới khả năng kết nối rộng hơn và mức tiêu thụ điện thấp hơn. 7

Đối với HBM4, SK Hynix đã dựa vào quy trình logic cấp 12 nm của TSMC để sản xuất die đế. Các báo cáo được trích dẫn trong thông tin về kế hoạch với Intel cho rằng chi phí sản xuất die đế này có thể cao gấp khoảng 3–4 lần so với một die DRAM lõi. Khoảng chênh lệch đó tạo áp lực tìm kiếm phương án sản xuất bổ sung, đặc biệt với những sản phẩm ít yêu cầu tùy biến, nơi quy trình tiên tiến nhất có thể không phải lúc nào cũng cần thiết. 2415

Mô hình đa nguồn còn giúp SK Hynix giảm phụ thuộc vào một xưởng đúc duy nhất. Nếu Intel đáp ứng được các yêu cầu về tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn, mức tiêu thụ điện, độ tin cậy và khả năng tương thích đóng gói, SK Hynix có thể phân bổ sản lượng giữa Intel và TSMC. Dù vậy, tỷ lệ phân bổ cũng như thời điểm sản xuất vẫn chưa được công bố.

Nhu cầu HBM4E khiến quyết định trở nên cấp bách hơn

SK Hynix đã gửi các mẫu HBM4E 12 tầng cho những khách hàng lớn. Công ty cho biết sản phẩm đạt tốc độ tối đa 16 Gbps trên mỗi chân và có hiệu suất năng lượng cao hơn 20% so với thế hệ trước. 15

Những thông số này quan trọng vì HBM nằm ở trung tâm hiệu năng của nhiều hệ thống AI hiện đại. Bộ nhớ nhanh hơn giúp nạp dữ liệu cho bộ tăng tốc nhanh hơn, còn hiệu suất năng lượng tốt hơn giúp giảm gánh nặng điện năng và làm mát tại các trung tâm dữ liệu AI. Nhưng hiệu năng cao hơn cũng khiến toàn bộ chuỗi sản xuất—không chỉ các lớp DRAM—phải đạt được quy mô và độ ổn định cao.

Áp lực nguồn cung đang tăng cùng lúc. Các cam kết về nguồn cung và công suất của NVIDIA được cho là đã tăng từ 119 tỷ USD lên 279 tỷ USD, trong đó hoạt động mua bộ nhớ là một động lực đáng kể. Con số này bao gồm các cam kết rộng hơn về chuỗi cung ứng và hạ tầng, không phải một đơn hàng HBM duy nhất dành cho SK Hynix. Tuy nhiên, nó cho thấy vì sao các nhà sản xuất bộ nhớ phải bảo đảm mọi công đoạn quan trọng trong quy trình.

Sản xuất die đế và đóng gói là hai quyết định khác nhau

Các cuộc thảo luận với Intel dễ bị diễn giải quá mức vì HBM liên quan đến nhiều công nghệ nối tiếp nhau. Sản xuất die đế logic trên tấm wafer là một công đoạn; kết nối các khối HBM với bộ tăng tốc trong gói chip hoàn thiện là công đoạn khác.

CoWoS của TSMC là một nhóm công nghệ đóng gói 2.5D, dùng cấu trúc liên kết mật độ cao để tích hợp bộ tăng tốc AI và các khối HBM. Trong khi đó, EMIB của Intel—viết tắt của Embedded Multi-die Interconnect Bridge—sử dụng các cầu nối silicon nhỏ được tích hợp trong đế gói chip để tạo kết nối mật độ cao giữa các die. Các báo cáo cho biết SK Hynix đã thử nghiệm việc tích hợp HBM với công nghệ đóng gói dựa trên EMIB của Intel, đồng thời đánh giá vật liệu và linh kiện liên quan.

Điều này mở ra khả năng Intel tham gia ở hai lớp trong chuỗi cung ứng:

• Xưởng đúc: sản xuất một phần die đế logic HBM4E.
• Đóng gói tiên tiến: cung cấp hoặc hỗ trợ tích hợp HBM và logic bằng công nghệ EMIB.

Hai khả năng này cần được phân tích tách biệt. Việc nghiên cứu đóng gói không chứng minh Intel sẽ sản xuất die đế; ngược lại, việc die đế được Intel đánh giá hoặc chứng nhận cũng không tự động biến Intel thành nhà cung cấp gói AI hoàn chỉnh.

Intel, TSMC và các công ty bộ nhớ có thể bị ảnh hưởng ra sao?

Đối với Intel, ngay cả một đơn hàng HBM có quy mô giới hạn từ SK Hynix cũng sẽ là một khách hàng bên ngoài đáng chú ý cho Intel Foundry. Đây sẽ là bằng chứng thực tế cho thấy năng lực sản xuất và đóng gói tiên tiến của Intel có thể phục vụ một ứng dụng tăng trưởng nhanh và đòi hỏi cao. Tác động thương mại sẽ phụ thuộc vào việc Intel có thể chuyển từ giai đoạn đánh giá sang sản xuất khối lượng lớn, ổn định và đạt chuẩn hay không.

Đối với TSMC, tác động tài chính trước mắt từ việc chỉ mất một phần chương trình die đế có thể không lớn. Vấn đề đáng chú ý hơn là ý nghĩa chiến lược. Một lựa chọn thay thế đủ đáng tin cậy có thể làm giảm tính độc quyền của TSMC trong sản xuất logic liên quan đến HBM, đồng thời giúp SK Hynix có thêm đòn bẩy khi đàm phán giá và công suất. Đây vẫn chỉ là khả năng, bởi chưa có tỷ lệ phân bổ sản lượng nào được công bố. 2

Các công ty bộ nhớ khác cũng có thể theo dõi diễn biến này. Một số báo cáo cho biết Samsung và Micron đã đánh giá khả năng tương thích của phương án đóng gói Intel, nhưng điều đó chưa phải kế hoạch áp dụng chính thức. Bất kỳ thay đổi rộng hơn nào cũng sẽ phụ thuộc vào việc Intel chứng minh EMIB đáp ứng được yêu cầu của khách hàng về hiệu năng, điện năng, chi phí và độ tin cậy khi sản xuất hàng loạt.

Mối liên hệ với quan hệ rộng hơn giữa Intel và SK Hynix

Khả năng hợp tác về HBM có thể được xây dựng trên nền tảng quan hệ thương mại sẵn có, dù hai câu chuyện không hoàn toàn giống nhau. Năm 2020, Intel đồng ý bán mảng bộ nhớ NAND và lưu trữ—bao gồm mảng SSD, tài sản NAND và cơ sở sản xuất tại Đại Liên—cho SK Hynix với giá 9 tỷ USD. Giai đoạn hoàn tất đầu tiên, trị giá 7 tỷ USD, được thực hiện vào tháng 12/2021.

Cũng từng xuất hiện thông tin SK Hynix được xem xét như một đối tác tiềm năng cho nhà máy Intel tại Ohio. SK Hynix đã phủ nhận kế hoạch mua lại, và thông tin này độc lập với đề xuất sản xuất die đế HBM4E. Dù vậy, nó cho thấy khả năng hợp tác rộng hơn giữa một nhà sản xuất bộ nhớ lớn với các mảng xưởng đúc và đóng gói của Intel.

Điểm cần theo dõi là khả năng chứng nhận, không phải tiêu đề

Kế hoạch với Intel nên được hiểu trước hết là một biện pháp phòng ngừa rủi ro chuỗi cung ứng. SK Hynix có lý do để tìm thêm nguồn cung: chi phí die đế được cho là cao, khách hàng AI đang khóa trước công suất, còn HBM4E đặt ra yêu cầu lớn hơn về logic, điện năng và đóng gói.

Nhưng một nguồn cung thứ hai chỉ hữu ích nếu có thể tạo ra kết quả ở quy mô sản xuất. Intel sẽ phải chứng minh khả năng đáp ứng các tiêu chí về tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn, đặc tính điện năng, độ tin cậy, tích hợp sở hữu trí tuệ và khả năng tương thích với quy trình sản xuất HBM của SK Hynix.

Cho đến khi SK Hynix, Intel hoặc TSMC xác nhận thỏa thuận sản xuất hay tỷ lệ phân bổ sản lượng, kết luận chính xác nhất là SK Hynix đang xem xét Intel như một đối tác bổ sung cho TSMC—chứ chưa phải thay thế TSMC hoàn toàn.