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过去曾是张忠谋口中的两只「700磅大猩猩」的英特尔与三星，前者在COMPUTEX期间CEO积极巡摊位与下游OEM厂搏感情; 另一家三星则是SEMICON Taiwan期间，与台积电高层坐在台上华山论剑谈AI，两家公司高层中间还特别隔着一个Google代表，微妙的距离看上去是「友达以上，合作未满」！
 





在「AI晶片世纪对谈」中，作为论坛主持人的日月光执行长吴田玉话锋犀利指出：你们看这AI商机多大、多美好，迫使我们得跟韩国的朋友（指同在台上的三星）来讨论AI这个议题。话一说完还不忘问台积电共同营运长米玉杰「我这样说有太超过吗？」
 



他也不断抛出同一个议题让大家思考：今日我们对AI的投资如此巨大，包括三星、SK海力士、台积电在硬体制造上高度资本密集的投入，还有先进封装、设备材料行业极力往前冲，但最大的受益者却是美国，且前方回收之日十分漫长。
 





三星记忆体业务副总李祯培Jung-bae Lee认为，现在只是投资播种期而已，呼吁要有耐心。
 





确实，在AI时代已经明显落后的三星，不但需要展现耐心极力追赶，更对劲敌台积电努力抛出橄榄枝。其实，就算三星想选择「躺平」...大客户Nvidia也绝对不会允许！
 





只是，进入HBM4技术世代后，三星面临的压力会比以往更巨大，因为要面临记忆体和逻辑两大劲敌SK海力士和台积电的携手合作。








从HBM4技术开始，记忆体与逻辑之间的边界开始被打破，台积电更是直接崭露跨足记忆体的雄心，与SK海力士宣布合作共同开发HBM4记忆体，将于2026年正式量产。
 





在HBM领域已经落后的三星，眼看SK海力士和台积电合作，心中着急自是不言而喻，在SEMICON TAIWAN 2024中，三星表示，HBM4合作将不限于自家晶圆代工厂，对台积电挥手的意图十分明显。
 





翻开台积电的历史，身为半导体常胜军的张忠谋，DRAM一直是他的魔咒。台积电在1994年主导成立世界先进做DRAM，却在2000年之后宣布退出，从此专注在逻辑制程领域，不碰记忆体。
 





没想到在20年后，AI这股飓风让台积电顺理成章打开记忆体大门，更与一向是对立面的韩国，并肩作战成为技术盟友！
 





为什么HBM会需要台积电逻辑制程技术的帮助？
 





HBM的架构是将DRAM晶片堆叠在Base Die（基础裸晶）之上，再用矽穿孔TSV技术结合，之前HBM的Base Die是用DRAM制程做，但从HBM4开始，考虑到需要更强大的运算功能和传输速度加快，HBM的Base Die需要改成用由先进逻辑制程生产。而SK海力士没有逻辑先进制程，因此需要与台积电合作，预计双方合作的HBM4产品会用到台积电的5奈米制程。
 





李祯培在「AI晶片世纪对谈」论坛中也指出，为了打破限制，HBM必须加入逻辑处理的技术，提供客制化HBM，现在三星HBM4的Base Die已经交给晶圆代工厂。
 





他更强调，HBM4技术世代后，记忆体业者、晶圆代工厂、客户三方之间的合作越将更为紧密，而三星本身有记忆体、晶圆代工等业务，可满足客户一条龙式生产服务。再者，三星记忆体已准备好Base Die的IP解决方案，可以提供给客户自行设计，保持代工服务弹性，因此未来合作并不限于三星自己的晶圆代工厂。
 





SK海力士社长金柱善（Justin Kim）也出席了大师论坛，表示2024年以来已经来台湾十次了！ 至于为何而来，台下听众皆是会心一笑。
 





SK海力士与三星一同出席SEMICON TAIWAN 2024举办的大师论坛，是这两家韩系记忆体厂首次在台湾同台竞技，目的都是拉拢台湾的半导体产业供应链。
 





这要感谢AI时代，把台湾产业链的重要性提升到另一个高度与层次，让台湾成功掌握PC、智慧型手机时代后，又站在AI时代的浪潮顶峰！
 





金柱善表示，台湾和南韩之间要密切合作，能彰显高度价值，不仅是对眼前业务有利，也是为了因应解决前方挑战而共同努力。
 





他也表示，SK海力士在HBM领域享有最高的全球市占率，HBM3E是市面上最具主导地位的产品，预计9月就会推出12层堆叠的HBM3E产品，应用在AI伺服器上。同时，SK海力士的HBM4也在研发中，将配合客户量产时程，在结合自己HBM技术和台积电的先进制程代工，将会诞生无与伦比的产品。

2024年COMPUTEX创下史上空前盛况，加上Nvidia黄仁勋带动的“逛夜市”风潮，台湾成为全世界最闪亮的地方。 Nvidia于COMPUTEX期间举行的全球媒体记者会中，第一个被提出的问题居然是与AI息息相关的HBM记忆体，在盛况空前的COMPUTEX举行当下，国际记忆体大厂的HBM武力布局完全没有松懈的一刻！
 



美光Micron在COMPUTEX期间举行了一场新技术发布会，宣布推出GDDR7绘图记忆体，采用美光1-beta技术。不过，在场媒体最关心的话题，仍是HBM！ 连美光主管在当天主轴是GDDR7的联访记者会开到最后，都开玩笑表示：“还有任何关于HBM的问题吗？”
 



HBM技术非常复杂，要做十几、二十层的堆叠，技术门槛非常高。但是，如果没有HBM记忆体，GPU也无用武之地，AI商机也是海市蜃楼。
 



美光的HBM记忆体将在台湾和日本两地生产。事实上，美光有60%的DRAM产能放在台湾生产，1-Beta 制程已在台湾厂房进入量产，预计2025年会在台湾引入EUV机台来生产1γ（Gamma）制程DRAM晶片。在日本广岛厂方面，美光也会引入EUV机台，在2025年生产1γ(Gamma) DRAM。
 



美光2024年已经宣布24GB的HBM3E记忆体正式量产，采用1-Beta 制程技术，获得Nvidia的H200 GPU采用，预计2024年第二季开始出货，第三季放量。同时，美光也宣布推出12 层堆叠的36GB HBM3E样品。
 





美光看好到了2025年HBM3E的市占率将可望上升到20~25%，与美光在全球DRAM市占率相当。 HBM市占率的提升，背后象征两大意义，一是技术上站稳脚步，二是产能要能跟上脚步。另外，H200的采用也是一大助力。
 



美光在HBM上急起直追，以及强大的企图心，看在日前传出HBM产品不顺、出现过热且未通过Nvidia认证的三星的眼里，势必是著急不已。
 



接下来，来谈一天COMPUTEX当天美光的技术发布会的重点。
 



美光次世代GDDR7绘图记忆体已正式送样，采用美光1β (1-beta) DRAM技术和创新架构，最高速度达每秒32 Gb，系统频宽提升至1.5 TB/s以上，频宽相较前一代美光GDDR6高出60%。
 



相比前一代GDDR6，美光GDDR7的能源效率亦提升超过50%，有效改善散热问题并延长电池寿命。 GDDR7新的睡眠模式可降低系统待机功耗最高达70%。
 



美光GDDR7拥有四个独立通道，最佳化工作负载与更快的回应速度、更流畅的游戏体验并显著缩短处理时间。
 



美光预计，采用GDDR7制作的显示卡在1080p、1440p和4K解析度下的光线追踪和光栅化每秒帧数（FPS）相较于GDDR6和GDDR6X可提升超过30%。
 





GDDR7产品的推出，让完美光的产品布局CPU、NPU和GPU元件的边缘 AI 推理应用，提供 DDR、LPDDR 和 GDDR 记忆体选项。针对游戏应用，美光GDDR7记忆体透过效能和帧缓冲区扩展，以可随游戏内容变换的场景、玩家和故事情节实现 AI 增强的游戏体验。
 



美光副总裁暨运算产品事业群总经理Praveen Vaidyanathan表示，透过采用先进制程和介面技术打造出最高频宽的记忆体解决方案，再次引领记忆体产业创新，并维持在绘图记忆体效能的领导地位。

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中美贸易战随着美国宣布对电动车、半导体、锂电池课征高关税而再度紧张。尤其，美国针对中国半导体的关税提高到50%，将导致现在中国已经供过于求的成熟制程产能，未来过剩的情况更严重，因为采用中国成熟制程所生产的半导体产品，势必因为高关税而减少外销。
 



因此，预计中国官方将祭出更多的政策与方案，来加大力度来推动国产化，可能是更多的补贴政策刺激国产化的速度前进。 否则，这几年中国疯狂新建的成熟制程晶圆代工厂，产能过剩的情况将难以想像。
 



美国这次的大举提高关税，最大一刀是砍向电动车，关税直接拉到100%，呼应特斯拉马斯克所言「如果没有贸易壁垒，世界上多数汽车企业都会被中企击垮。」但 目前比亚迪并未进军美国，中国电动车在美国占比不高，提高电动车关税是在防范未来，要观察的是欧盟会不会跟进针对中国电动车课高关税，因为中国电动车在欧洲 占比很高。
 



美国关税的第二大刀是对中国半导体出手，关税从25%提高到50%，主要目的是降低美国对中国成熟制程产能的依赖。
 



美国手上有两张牌「关税」与「出口管制」，在先进制程上，美国拿出的是出口管制禁令，而在成熟制程上，则是拿出筹谋已经的关税政策。
 



过去几年美国已循序渐进透过限制设备与材料的进口，封锁中国在14~16nm以下的先进制程的逻辑晶片制造。
 



后遗症是，中国开始往成熟制程领域来扩充产能，过去几年加速购买机台设备，甚至是二手机台设备也抢购，中国半导体厂就是怕美国的禁令一步步逼近下，连成熟制程都被封锁 。
 

长期下来，演变成中国的成熟制程产能过剩，便宜的IC、廉价的产品逐渐外销到全世界且极具竞争力，席卷全球，美国也因此有了警戒。
 



不过，对中国成熟制程发出限制令不是美国想做的，祭出高关税的手段压制，才是美国一直以来的计划。
 



除了要阻挡中国低价产品输出海外，晶片透过外销产品渗透到所有电子产品之外，美国打得另一个算盘是，降低对中国制造的传统晶片的依赖度，于是宣布将半导体关税提高到50% 。 未来将会产生四个影响：
 



第一，过去几年来，欧美客户原本委由中国半导体代工，在地缘政治的气氛下，都逐渐将订单转出，首选当然是转给台湾半导体厂代工，包括台积电、联电、力积电 、世界先进。 像是，面板驱动IC原本是台湾的强项，后来中国不断逼近追赶，一方面也是狭持其在面板上的优势之故。
 



未来中国的晶圆代工厂会承接中国客户订单为主，形成一个世界，两个系统。 至于NAND Flash和DRAM记忆体产品，目前中国分别有长江存储和合肥长鑫为供应商，未来也将以供给本土需求为主。
 



第二，中国会加速推展「国产化」，祭出更多政策来鼓励国产化进程。
 



美国对中国半导体课征50%关税，就是冲着中国成熟制程产能而来，如果中国不加速去推国产化，使用国产IC，未来成熟制程供过于求的严重程度，会难以想像。 总之，未来中国应该会加速「国产化」，以去除严重过剩的成熟制程产能。
 



第三，如果有想要外销给美国市场的中国客户，搞不好会选择到非中国本土系统的晶圆代工厂投片，或是使用非中国制造的IC，不然半导体产品会被课征50 %关税，估计消费型产品的机率最大。

第四，该趋势发展下去，全世界电子相关产品会持续面临成本上涨的挑战。 原本全球化运作的世界，现在分裂成两个系统运作，自然会带来成本上升。

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钰创董事长卢超群出席力积电铜锣12吋厂启用仪式时对《SEMICONVoice》表示，AI广泛使用的高频宽记忆体HBM要堆叠8层、16层，售价高达300美元～600美元，这在 半导体产业根本是天价，而且还一堆客户都抢着要买。
 



卢超群进一步分析，现在HBM记忆体还在技术与良率的摸索期，良率瓶颈要完全打开至少要花上2～3年时间，因此HBM对传统DRAM产能的排挤才刚开始而已。
 



重点是，现在三大DRAM厂都在抢着争夺HBM巨大商机，每一家记忆体厂都想当HBM老大，根本没有力气去对付传统DRAM，更是倾公司所有资源和最优秀的工程师都去做 HBM，预期下半年利基型DRAM产业会供给量不足，价格一定会水涨船高。
 



DRAM业界人士更对《SEMICONVoice》透露，投产HBM记忆体不单有耗损wafer面积的问题，且HBM投产制程周期是DDR5的三倍之多，良率又还没拉上来，现在HBM商机大爆发，但 DRAM厂的生产和产能准备没跟上脚步。
 



尤其，过去两年记忆体厂财报出现巨额亏损，因此都没有积极扩增新产能，只是把原本减产的部分逐渐恢复正常生产，但这对于未来AI时代所需要用到的DRAM和NAND Flash产能根本 不够，现在又有HBM技术瓶颈，未来DRAM产能会十分紧俏。
 



或许你觉得现在终端需求还不好，但半导体产业链已经渡过漫长的库存消化，等到PC、手机、伺服器的需求都恢复正常后，客户和通路商开始会回补库存，DRAM吃紧的问题 会更加严重。
 



市调机构TrendForce也发布报告指出，在403地震前，原先预估第二季DRAM合约价会上涨约3～8%，而最新统计出来的数据是上修涨幅大涨至13～18%。
 



针对HBM排挤DRAM产能的程度，三星的HBM3e产品是采用1alpha制程节点，预计到2024年底将占用1alpha制程产能约60%，会排挤到DDR5供给量。 尤其，第三季HBM3e进入生产放量的时间点，买方已经同意提前到第二季备货，以防第三季HBM供应会出现短缺。
 



TrendForce也统计，HBM位元需求可望高度成长，2024年将成长近200%，2025年再进一步倍增。 2024年HBM产值占DRAM比重将超过20%，2025年将有机会突破30%。
 



身为HBM龙头的SK海力士也指出，DRAM产业需求确实之前较为疲弱，但下半年需求逐渐复苏，加上HBM会吃掉更多的产能，随着越来越多DRAM产能挪移去生产HBM， 传统DRAM供应量势必会减少，且慢慢地，供应链现有的库存都会消化殆尽，看好DRAM后势价格走势。
 



SK海力士也宣布，2024年HBM产能全部售罄，2025年产能基本上也卖完，为了巩固SK海力士在HBM领域的领先地位，计画5月会推出12层堆叠的HBM3E样品，规划第 三季进入量产。
 



更早前，美光也宣布2024年HBM产能全部售罄，2025年产能多数产能也都被预订。 HBM全球狂热的程度，算是记忆体史上罕见！
 



SK海力士为了巩固HBM技术的领先地位，也宣布最新世代堆叠16层的HBM3E技术研发进度，目标是2026年进入量产。 据了解，相较12层的HBM，SK海力士的16层HBM以相同的高度堆叠更多DRAM晶粒（die），更关键的是能同步减少DRAM厚度，并防止出现晶圆翘曲（warpage ），SK海力士为克服这些技术难题，从HBM2E开始就采用领先的MR-MUF（Mass Reflow Molded Underfill）技术，并且不断进行改良。
 



在HBM大战中，长年龙头的三星居然成为SK海力士的手下败将，日前传出不服输的三星，精挑细选集结了100名顶尖的工程师，组成一支HBM团队，目的就是争取Nvidia的HBM 订单，让良率和品质能通过Nvidia的标准，进而一步步蚕食鲸吞SK海力士手上的订单。
 



三星目前的重心是在全球首款36GB 12层堆叠HBM3E，相较堆叠8层的HBM产品，堆叠12层的HBM3E可让AI学习速度提升34%。 三星总裁兼执行长庆桂显Kye Hyun Kyung指出：“第一回合输了，但第二回合是非赢不可。”

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三星DDR3将提前退役，HBM耗损Wafer面积是DDR5三倍，DRAM产业正处关键转折点

 

三星从2年前就规划逐步要退出DDR3供应，市场传出，原本计划2024年底要针对DDR3做EOL（end-of-life）现在提前至2024年中停止生产DDR3，而SK海力士在DDR3 晶片上的供应原本就不多，预计未来会更淡出DDR3供应之列。 业界预期，DDR3提前退役，可望加速DDR3库存消化，准备启动另一番涨势。
 



记忆体今年市况不错，主要是2023年上游原厂亏损严重，开始从源头控盘拉抬价格，这招式是千年不变，万年受用！ NAND Flash和DRAM产业也在这一轮的景气循环中，正大光明地走出谷底，等待终端需求大力添加柴火。
 



这一波DRAM产业有两个题材，一是AI需要的高频宽记忆体HBM对于DDR5的排挤效应，且HBM真的吃掉很多记忆体的Wafer产能; 第二是韩系国际记忆体大厂年底前 要陆续退出DDR3的生产之列。
 



两大韩厂三星、SK海力士要退出DDR3生产已经规划许久，日前传出最大供应商三星原本是计划年底前停止生产，基于产能配置，提前到2024年中停止生产DDR3，SK海力士原本的DDR3 供应数量就很少，逐步淡出符合预期规划，这对于台湾DRAM相关厂商是好消息。
 



HBM在AI时代成为要角，记忆体产业主轴是“排挤”。

首先，HBM是SK海力士的翻身之作，未来在技术、产能、资源分配上，无论是SK海力士、三星或美光，绝对是全力抢占HBM市占率，AI才是未来主角。 因此，这些大厂不可能会有太多产能给传统的DRAM，HBM对DDR5产能的排挤，恐怕刚开始而已。 除非，你觉得AI是泡沫，是昙花一现，你觉得ChatGPT很快会消失。
 



业界分析，HBM生产周期包含TSV封装，比DDR5的生产周期至少多出1.5个月，HBM3E的Wafer面积更是DDR5的三倍大。 假如投片16Gb DDR5颗粒，每片Wafer的Gross die是1800颗，同样的Wafer拿去生产HBM3E，搞不好只剩下600颗。
 



DRAM厂为了解决HBM瓶颈且拉升良率，只会有越来越多的DRAM产能转移到HBM身上。 有消息指出，HBM平均良率约在65%左右，但业界认为实际的良率其实更低。 而且，HBM一旦有一个晶片有缺陷，整个封装都不能用。 另外，HBM的生命周期又比传统DRAM短。
 



美光执行长Sanjay Mehrotra 曾表示，HBM因为包含了逻辑控制晶片，加上更复杂的封装堆叠，且生产HBM过程会很大幅度影响良率，因此生产HBM3和HBM3E会吃掉很大部分的DRAM Wafer 供应。
 



辉达Nvidia执行长黄仁勋也指出，HBM是技术奇迹，它的技术非常复杂，但能提高AI效能，附加价值非常高，他非常重视与SK 海力士、三星在HBM记忆体上的合作关系。
 



全球市场中，HBM市占率最高的是SK海力士，其次是三星，两者合计应该有占90%市场，美光排名第三。
 



目前，SK 海力士的 HBM3E已经量产，辉达Nvidia绝对是优先出货的重要客户。
 



三星的8层HBM3E在量产时程上微幅落后，外传，三星HBM3的良率只有10~20%，但SK海力士的HBM3良率却已来到60~70%。 幸好，三星最终仍是拿下辉达H200订单。 三星也强调自己将会推出业界首款12层HBM3E，是目前容量最高HBM产品，预计会很快量产。