在當今世界上最火熱的芯片行業(yè)中，有一個領域被一家相對名不見經(jīng)傳的韓國公司統(tǒng)治著，它就是SK海力士。

目前來看，人工智能(AI)浪潮最大的受益者之一當屬英偉達，其最尖端的H100芯片已供不應求。但是一般人可能不知道，這種最先進AI芯片還依靠著一種專用存儲芯片：高帶寬內(nèi)存芯片(HBM)。正是在這種芯片的配合下，AI應用背后的大量驚人即時計算才成為了可能。

什么是高帶寬內(nèi)存芯片？簡單來說，它就是把DRAM內(nèi)存芯片堆疊在一起，就像一層層樓組合成摩天大廈一樣。它會和圖形處理器(GPU)封裝在一起，實現(xiàn)大容量，高位寬的DRAM組合陣列。ChatGPT等生成式AI工具需要消耗大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須從內(nèi)存芯片中檢索出來，然后發(fā)送給處理器進行計算。憑借其摩天大廈式的堆疊，高帶寬內(nèi)存芯片可以與英偉達、AMD、英特爾等公司設計的處理器更緊密地協(xié)同工作，從而提高性能。

SK海力士就是高帶寬內(nèi)存芯片的主要供應商。這么多年來，內(nèi)存芯片市場經(jīng)歷了起起伏伏，SK海力士一直是主要市場參與者，但它在歷史上從未被視為行業(yè)先鋒。不過這一次，它成為了高帶寬內(nèi)存芯片領域的領導者。


韓國內(nèi)存第二大戶

海力士源于韓國現(xiàn)代集團的現(xiàn)代電子?，F(xiàn)代集團原本以汽車、造船和重型機械為主業(yè)，幾乎沒有任何電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗，#深圳電子平哥#

1982年底，現(xiàn)代集團投資4億美元啟動半導體項目。現(xiàn)代電子效仿三星電子，也在韓國和美國硅谷設置了兩個研發(fā)團隊。國內(nèi)的半導體實驗室擁有100多名工程師，硅谷的實驗室主要由韓裔美國工程師組成。

1984年，現(xiàn)代電子從硅谷華人#張楷平#陳正宇手中購買了16K/64KSRAM的設計。由于缺乏經(jīng)驗和技術落后，現(xiàn)代電子生產(chǎn)的芯片良品率很低，被迫轉做存儲器代工。正逢美國內(nèi)存廠商在日本的進攻下節(jié)節(jié)敗退，德州儀器為降低制造成本，與現(xiàn)代電子簽訂代工協(xié)議，由德州儀器提供64K內(nèi)存的技術，幫助現(xiàn)代電子改善產(chǎn)品良品率。

1986年，現(xiàn)代電子成為韓國繼三星電子之后的第二家量產(chǎn)64K內(nèi)存的制造商。由于技術基礎薄弱，現(xiàn)代電子的內(nèi)存市場占有率遠弱于三星電子和日本企業(yè)。加上內(nèi)存市場不景氣，日本企業(yè)有意打壓價格，試圖迫使韓國企業(yè)退出市場，現(xiàn)代電子為此承受了數(shù)億美元的巨額虧損。幸好現(xiàn)代集團是韓國排名前幾位的大型財閥，可以依靠賺錢的汽車部門來支持現(xiàn)代電子。而且，美國對日本內(nèi)存的反傾銷指控，也讓內(nèi)存價格回升。到了1991年，追上先進工藝制程且實現(xiàn)良品率提升的現(xiàn)代電子將初始投入的4億美元資本全部收回。此時正值現(xiàn)代電子進入半導體行業(yè)十周年。

亞洲金融危機時，韓國財閥普遍遇到極大的困難，美資乘虛而入，現(xiàn)代集團也獲得了85億美元的外資注入。青瓦臺一看現(xiàn)代集團口袋里有了點錢，便迫使現(xiàn)代電子以21億美元的巨資合并LG半導體。這個價格相當于LG半導體市值的5倍?，F(xiàn)代集團也不是傻子，干脆把現(xiàn)代電子切割出去獨立發(fā)展，于是就有了海力士。

2001年全球互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂，內(nèi)存價格狂跌，剛剛問世的海力士巨虧25億美元，不僅無法按期歸還收購LG半導體時欠下的巨額貸款，還需要大量新的資金注入。海力士的資產(chǎn)負債率高達驚人的206%。所有人都認為，親媽不疼、后媽嫌棄的海力士很快就要完蛋了。

在資金狀況得到改善的同時，海力士通過在中國建生產(chǎn)基地來降低成本。海力士和無錫談了個超級合算的投資，只花3億美元現(xiàn)金就獲得總投資高達20億美元的12英寸和8英寸晶圓廠各一座。海力士還借德國英飛凌（Infineon）和茂矽的爭端，把茂德的產(chǎn)能納入麾下。英飛凌原本是與茂矽合資450億臺幣經(jīng)營茂德。2001年茂德虧損300億臺幣，茂矽將茂德股票大量質押，引發(fā)英飛凌不滿。英飛凌于是從茂德撤資，轉而同南亞科合作組建華亞科。此外，海力士還另辟戰(zhàn)場，和意法半導體合作開發(fā)生產(chǎn)處于上升趨勢的NAND閃存并為蘋果供貨，借以緩解內(nèi)存的虧損壓力。

在吳教授的領導下，海力士降低了債務負擔和經(jīng)營成本，提高了企業(yè)競爭力。SK海力士的無錫12英寸晶圓廠的低成本競爭力以及智能手機市場對NAND閃存的需求暴增，在接下來幾年為海力士帶來數(shù)10億美元的利潤，其中僅2005年就獲得了創(chuàng)紀錄的18億美元利潤。2005年7月，比計劃時間提前一年半，海力士完成了債務解困方案。

2006年更創(chuàng)下半導體行業(yè)世界第七位，步入純利潤2萬億韓元的集團等，正在展現(xiàn)意義非凡的增長勢力。海力士半導體不僅作為給國家經(jīng)濟注入新鮮血液的發(fā)展動力，完成其使命，同時不斷追求與社會共同發(fā)展的相生經(jīng)營。

海力士半導體以超卓的技術和持續(xù)不斷的研究投資為基礎，每年都在開辟已步入納米級超微細技術領域的半導體技術的嶄新領域。

2012年2月，韓國第三大財閥SK集團宣布收購海力士21.05%的股份從而入主這家內(nèi)存大廠。2012年更名SK hynix。


十年布局 開花結果

十年前，SK海力士就開始比其競爭對手更為積極地布局高帶寬內(nèi)存芯片。該公司負責先進存儲產(chǎn)品設計的樸明宰(Park Myeong-jae，音譯)表示，高帶寬內(nèi)存當時還被視為未知領域。

2013年，SK海力士與AMD一起率先向市場推出了高帶寬內(nèi)存芯片，其最新第四代產(chǎn)品將12個傳統(tǒng)DRAM芯片堆疊在一起，高于上一代產(chǎn)品的8個，可提供業(yè)界最高水平的數(shù)據(jù)傳輸效率和散熱能力。

恰巧也是在大約10年前，英偉達和AMD正尋找合作伙伴打造一種新型內(nèi)存芯片，希望以更快的速度，將更大容量的數(shù)據(jù)即時傳輸?shù)剿鼈兊腉PU中。這一內(nèi)幕由韓國科學技術院機械工程系教授金鐘浩(Kim jung ho，音譯)透露，該大學研究實驗室自2010年以來一直在與SK海力士合作研究高帶寬內(nèi)存。

為了滿足這些要求，SK海力士做出了力度更大的投資?！斑@一投資既體現(xiàn)了對新技術的承諾，也有一些運氣成分，因為他們大膽押注的產(chǎn)品在AI時代受到了關注?！苯痃姾票硎尽?SK海力士沒有透露公司在高帶寬內(nèi)存芯片開發(fā)上投入了多少資金，也沒有公布這類芯片的銷售額數(shù)據(jù)，但它表示，高帶寬內(nèi)存這一類芯片目前占DRAM芯片總銷售額的20%以上。而在去年，這一占比還只是個位數(shù)。

如今，隨著依賴這種高帶寬內(nèi)存的AI應用興起，SK海力士已經(jīng)成為硬件領域的早期贏家之一。 SK海力士表示，其新一代高帶寬內(nèi)存芯片每秒可以處理230部全高清電影。

由于智能手機和電腦銷量下滑，整個內(nèi)存芯片市場陷入嚴重低迷。但是，SK海力士的股價自今年年初以來上漲了近60%，幾乎是本國對手三星電子漲幅的三倍，也高于美光科技和英特爾大約30%的漲幅。英偉達的股價在2023年上漲了兩倍多。

SK海力士的樸明宰表示，內(nèi)存芯片不再僅僅是輔助性計算硬件。“從本質上講，高帶寬內(nèi)存等內(nèi)存技術的發(fā)展正在為AI系統(tǒng)的未來發(fā)展鋪平道路?！彼诮邮懿稍L時表示。

三家存儲巨頭爭相追趕

在AMD和英偉達這兩家GPU廠商爭鋒相對之際，三家領先的內(nèi)存廠商也沒閑著，開始了在HBM市場的你追我趕的歷程。

2013年，SK海力士宣布成功研發(fā)HBM1，定義了這一顯存標準，但它和AMD一樣，好不容易得來的優(yōu)勢卻沒保持得太久.

2016年1月，三星宣布開始量產(chǎn)4GB HBM2 DRAM，并在同一年內(nèi)生產(chǎn)8GB HBM2 DRAM，后來者居上，完成了對本國同行的趕超，與HBM1相比，顯存帶寬實現(xiàn)了翻倍。

2017年下半年，SK海力士的HBM2姍姍來遲，終于宣布量產(chǎn)；2018年1月，三星宣布開始量產(chǎn)第二代8GB HBM2“Aquabolt”。

2018年末，JEDEC推出HBM2E規(guī)范，以支持增加的帶寬和容量。當傳輸速率上升到每管腳3.6Gbps時，HBM2E可以實現(xiàn)每堆棧461GB/s的內(nèi)存帶寬。此外，HBM2E支持最多12個DRAM的堆棧，內(nèi)存容量高達每堆棧24GB。與HBM2相比，HBM2E具有技術更先進、應用范圍更廣泛、速度更快、容量更大等特點。

2019年8月，SK海力士宣布成功研發(fā)出新一代“HBM2E”；2020年2月，三星也正式宣布推出其16GB HBM2E產(chǎn)品“Flashbolt”，于2020年上半年開始量產(chǎn)。

2022年1月，JEDEC組織正式發(fā)布了新一代高帶寬內(nèi)存HBM3的標準規(guī)范，繼續(xù)在存儲密度、帶寬、通道、可靠性、能效等各個層面進行擴充升級，其傳輸數(shù)據(jù)率在HBM2基礎上再次翻番，每個引腳的傳輸率為6.4Gbps，配合1024-bit位寬，單顆最高帶寬可達819GB/s。

而SK海力士早在2021年10月就發(fā)布了全球首款HBM3，并于2022年6月正式量產(chǎn)，供貨英偉達，擊敗了三星，再度于HBM上拿到了技術和市場優(yōu)勢。

三星自然也不甘示弱，在它發(fā)布的路線圖中，2022年HBM3技術已經(jīng)量產(chǎn)，2023年下半年開始大規(guī)模生產(chǎn)，預計2024年實現(xiàn)接口速度高達7.2Gbps的下一代HBM技術——HBM3p，將數(shù)據(jù)傳輸率進一步提升10%，從而將堆疊的總帶寬提升到5TB/s以上。

講到這里，大家不免會心生疑問，都說了是三家分內(nèi)存，這三星和海力士加一塊就兩家啊，還都是韓國的，另外一家跑哪去了呢？

身在美國的美光當然沒有忽視顯存市場，作為爾必達的收購者，它對于3D堆疊的TSV技術怎么也不會陌生，甚至在HBM發(fā)布之前，還有不少TSV技術方面的優(yōu)勢。

但是美光卻沒跟著AMD或英偉達去鼓搗HBM技術，而是回頭選擇了英特爾，搞出了HMC（混合內(nèi)存）技術，雖然也使用了TSV，但它有自己的控制器芯片，并且完全封裝在PCB基板之上，和HBM截然不同，也完全不兼容。

2011年9月，美光正式宣布了第一代HMC，并在2013年9月量產(chǎn)了第二代HMC，但響應者卻寥寥無幾，第一個采用 HMC 內(nèi)存的處理器是富士通的SPARC64 XIfx，其搭載于2015 年推出的富士通PRIMEHPC FX100 超算，而后就鮮見于各類產(chǎn)品中。

隨著2018年8月，美光宣布正式放棄HMC后，才匆匆忙忙轉向GDDR6和HBM產(chǎn)品的研發(fā)，幸好3D堆疊技術的底子還在那里，不至于說完全落后于兩個韓廠。2020年，美光正式表示將開始提供HBM2產(chǎn)品，用于高性能顯卡，服務器處理器等產(chǎn)品，其在財報中預計，將在2024年第一季度量產(chǎn)HBM3產(chǎn)品，最終趕上目前領先的競爭對手。

AI大潮仍然席卷全球，而英偉達H100和A100顯卡依舊火熱，HBM作為內(nèi)存市場的新蛋糕，卻是最鮮美的一塊。芯片行業(yè)咨詢公司 SemiAnalysis 表示，HBM 的價格大約是標準 DRAM 芯片的五倍，為制造商帶來了更大的總利潤。目前，HBM 占全球內(nèi)存收入的比例不到 5%，但 SemiAnalysis 項目預計到 2026 年將占到總收入的 20% 以上。