Pravidla se vztahují na paměťové technologie s vysokou šířkou pásma (HBM) vyrobené v USA i v zahraničí.

Zde je vše, co potřebujete vědět o těchto špičkových polovodičích, po nichž poptávka prudce vzrostla spolu s celosvětovým šílenstvím kolem umělé inteligence.

Co je to paměť s vysokou šířkou pásma?

Paměti s vysokou propustností (HBM) jsou v podstatě hromada paměťových čipů, malých součástek, které ukládají data. Dokážou ukládat více informací a přenášet data rychleji než starší technologie, nazývaná DRAM (dynamická paměť s náhodným přístupem).

Čipy HBM se běžně používají v grafických kartách, vysoce výkonných výpočetních systémech, datových centrech a autonomních vozidlech.

Především jsou však nepostradatelné pro provoz stále populárnějších aplikací umělé inteligence, včetně generativní umělé inteligence, které jsou poháněny procesory umělé inteligence, jako jsou grafické procesory (GPU) vyráběné společnostmi Nvidia (NVDA) a Advanced Micro Devices (AMD).

„Procesor a paměť jsou dvě základní součásti AI. Bez paměti je to jako mít mozek s logikou, ale bez paměti,“ řekl Dan Hutcheson, místopředseda výzkumné organizace TechInsights, která se specializuje na čipy.

Jak omezení ovlivní Čínu?

Nejnovější soubor vývozních omezení, oznámený 2. prosince, následuje po dvou předchozích kolech omezování vyspělých čipů, které Bidenova administrativa oznámila v průběhu tří let s cílem zablokovat Číně přístup ke kritickým technologiím, které by jí mohly poskytnout vojenskou výhodu.

Jako odvetu Peking uvalil nová omezení na vývoz germania a galia a dalších materiálů nezbytných pro výrobu polovodičů a dalších špičkových technologických zařízení.

Podle odborníků nejnovější omezení vývozu zpomalí čínský vývoj čipů umělé inteligence a v krajním případě i přístup k HBM. Ačkoli schopnost Číny vyrábět HBM v současné době zaostává za jihokorejskými společnostmi SK Hynix a Samsung a americkou společností Micron (MU), rozvíjí v této oblasti své vlastní kapacity.

„Omezení vývozu ze strany USA by v krátkodobém horizontu omezilo přístup Číny k HBM lepší kvality,“ řekl Jeffery Chiu, generální ředitel společnosti Ansforce, odborné síťové poradenské firmy specializující se na technologie. „Z dlouhodobého hlediska je však Čína bude stále schopna vyrábět nezávisle, i když s méně pokročilými technologiemi.“

V Číně jsou předními výrobci paměťových čipů společnosti Yangtze Memory Technologies a Changxin Memory Technologies. Údajně navyšují kapacity pro výstavbu výrobních linek HBM, aby splnily svůj strategický cíl technologické soběstačnosti.

Proč je HBM tak důležitá?

To, co činí čipy HBM tak výkonnými, je především jejich větší úložný prostor a mnohem vyšší rychlost předávání dat ve srovnání s běžnými paměťovými čipy.

Protože aplikace umělé inteligence vyžadují mnoho složitých výpočtů, zajišťují tyto vlastnosti plynulý chod těchto aplikací bez zpoždění a závad.

Stánek HBM společnosti SK Hynix během výstavy polovodičů SEDEX 2024 v Soulu 25. října 2024.

Větší úložný prostor znamená, že lze ukládat, přenášet a zpracovávat více dat, což zvyšuje výkon aplikací umělé inteligence, protože velké jazykové modely (LLM) jim umožňují mít k dispozici více parametrů k trénování.

Představte si vyšší rychlost přenosu dat, neboli v řeči čipů vyšší šířku pásma, jako dálnici. Čím více jízdních pruhů dálnice má, tím menší je pravděpodobnost, že na ní bude úzké hrdlo, a tím více aut pojme.

„Je to jako rozdíl mezi dvouproudou dálnicí a stoproudou dálnicí. Prostě nedochází k dopravním zácpám,“ řekl Hutcheson.

Kdo jsou nejlepší výrobci na tomto trhu?

V současné době dominují celosvětovému trhu s HBM pouze tři společnosti.

Podle výzkumné zprávy zveřejněné tchajpejskou agenturou pro výzkum trhu TrendForce připadá od roku 2022 na společnost Hynix 50 % celkového podílu na trhu HBM, následuje Samsung se 40 % a Micron (MU) s 10 %. Očekává se, že obě jihokorejské firmy zaujmou v letech 2023 a 2024 podobný podíl na trhu HBM a budou dohromady ovládat přibližně 95 %.

Co se týče společnosti Micron, ta chce do roku 2025 zvýšit svůj podíl na trhu HBM na 20 až 25 %, uvedla oficiální tchajwanská tisková agentura Central News Agency s odvoláním na Praveena Vaidyanatha, vedoucího pracovníka společnosti Micron.

Vysoká hodnota HBM vedla k tomu, že všichni výrobci vyčlenili značnou část svých výrobních kapacit na tento pokročilejší paměťový čip. Podle senior viceprezidenta pro výzkum společnosti TrendForce Avrila Wu se očekává, že od roku 2024 bude HBM tvořit více než 20 % celkového trhu standardních paměťových čipů podle hodnoty a v příštím roce může překročit 30 %.

Jak se HBM vyrábí?

Představte si, že na sebe naskládáte několik standardních paměťových čipů ve vrstvách jako hamburger. To je v podstatě struktura HBM.

Na první pohled to zní docela jednoduše, ale není to tak snadné, aby se to projevilo na ceně. Jednotková prodejní cena HBM je několikanásobně vyšší než cena běžného paměťového čipu.

Je to proto, že výška HBM je zhruba jako šest pramenů vlasů, což znamená, že každá vrstva těchto standardních paměťových čipů, které se skládají na sebe, musí být také extrémně tenká, což vyžaduje špičkové výrobní znalosti známé jako pokročilé balení.

„Každý z těchto paměťových čipů musí být před poskládáním na sebe vybroušen tak, aby byl tenký jako půlka vlasu, což je velmi obtížné,“ řekl Chiu.

Kromě toho se na těchto paměťových čipech před jejich montáží na sebe vrtají otvory pro průchod elektrických vodičů, přičemž poloha a velikost těchto otvorů musí být velmi přesná.

„Když se snažíte vyrobit tato zařízení, máte mnohem více míst, kde může dojít k selhání. Je to skoro jako stavět domeček z karet,“ řekl Hutcheson.