韩国企业为何能统治高带宽存储器HBM市场

自2022年底OpenAI发布ChatGPT以来，NVIDIA的GPU作为最重要的AI硬件也直接让公司股价起飞，截至2024年6月，NVIDIA的市值达到了3.3万亿美元，一举超越了微软和苹果，成为全球市值最高的公司。现在又轮到本文主角——高带宽存储器（HBM, High Bandwidth Memory）爆火，它也被业界视为NVIDIA的AI芯片获得成功的最大助力！

NVIDIA的GPU是当前AI硬件首选

最近业内媒体突然爆料，SK Hynix将在10月投产为下一代NVIDIA AI芯片开发的最新第六代HBM4内存——它的通道宽度是上一代HBM3E内存的两倍（从1024升至2048），允许堆叠16个DRAM芯片（HBM3E为12个），单个堆栈的容量将达到64GB，而HBM3E上只有32GB。简单总结，新产品将比现有HBM高20到30倍的性能。而另一家韩国科技企业三星电子也已计划下季度推出自己开发的HBM内存，并计划在2025年底实现量产。

韩国企业有能力纷纷入局AI，与其相关原材料国产化加速有密切关系。比如在去年10月，韩国材料公司Soulbrain透露，其已向三星电子和SK Hynix供应HBM专用化学机械抛光（CMP）浆料，打破了此前由美国Cabot和日本FUJIMI等企业的垄断。这种CMP浆料主要用于去除HBM工艺中形成的铜层——每个HBM堆栈需要在DRAM芯片上钻1000多个孔，再用铜填充这些孔，通过一种称为硅通孔工艺创建布线。布线过程中，多余的铜可能会溢出DRAM表面，Soulbrain国产化的浆料则可以同时抛光硅并有效去除多余的铜。

新型HBM的硅通孔布线示意图

除了CMP浆料，还有芯片桥接用焊球（solder balls）长期被住友金属垄断，它主要用于在集成电路芯片和印刷电路板（PCB）之间建立电气连接和机械支撑，同样也由韩国本土的DUKSAN Hi-Metal公司成功开发，类似案例还有YC Chem开发并实现了TSV用光刻胶的国产化，等等。

韩国曾经经历过来自外部的关键材料制裁，深知国产替代的重要性。假使本文介绍的支撑原材料依然不能自主，依赖于外部并不稳定的供应体系，势必导致三星电子和SK Hynix等公司在定价和供应谈判方面处于不利地位。相反，在国产替代支撑下，随着三星电子和SK Hynix扩大其HBM开发和生产能力，也有利于整个韩国半导体和AI生态系统愈发完善健康，达成产业的良性循环。

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