什么是高带宽内存HBM,为什么美国阻止我们获取?

科技   2024-12-11 12:42   美国  

美国对向我国出售用于人工智能(AI)应用的高带宽存储芯片实施了新的出口管制。



什么是高带宽内存?

高带宽内存(HBM)基本上是内存芯片堆叠。与DRAM相比,它们可以更快地存储更多信息并传输数据。

HBM芯片通常用于显卡、高性能计算系统、数据中心和自动驾驶汽车。

最重要的是,它们对于运行越来越流行的人工智能应用程序是必不可少的,包括由人工智能处理器提供支持的生成性人工智能,例如英伟达和AMD生产的图形处理单元(GPU)。


处理器和内存是人工智能的两个基本组成部分。如果没有内存,就像有一个聪明的大脑,但没有任何记忆。”


美国出口限制将如何影响我们?

最新的出口限制将减缓我国人工智能芯片的发展,并阻碍我们对HBM的获取。虽然中国生产HBM的能力目前落后于韩国的SK Hynix和三星以及美国的美光,但也正在该领域发展自己的能力。


然而,虽然技术不太先进,但长期来看,中国仍然可以独立生产它们,以实现其技术自给自足的战略目标。

为什么HBM如此重要?

与传统内存芯片相比,HBM芯片之所以如此强大,主要是它们更大的存储空间和更快的数据传输速度。

由于人工智能应用程序需要大量复杂的计算,这些特征确保了这些应用程序平稳运行,没有延迟或故障。

更大的存储空间意味着可以存储、传输和处理更多数据,这提高了人工智能应用程序的性能,因为大型语言模型(LLM)使它们能够拥有更多的参数进行训练。


将更快的数据发送速度或芯片术语中的更高带宽视为一条高速公路。高速公路的车道越多,瓶颈的可能性就越小,因此它能容纳的汽车就越多。

“这就像双车道高速公路和百车道高速公路之间的区别。你基本上不会遇到交通堵塞”

谁是顶级制造商?

目前,只有三家公司主导着HBM的全球市场。

海力士占HBM总市场份额的50%,其次是三星占40%,美光占10%。


美光的目标是到2025年将其HBM市场份额提高到20%至25%。


HBM的高价值导致所有制造商将其很大一部分制造能力用于更先进的内存芯片。从2024年开始,HBM预计将占标准内存芯片总市场的20%以上,到明年可能会超过30%。


HBM是如何制造的?

想象一下,将多个标准内存芯片堆叠成层,就像汉堡包一样。这本质上是HBM的结构。

从表面上看,这听起来很简单,但要做到这一点并不容易,以至于它反映在价格上。HBM的单价是传统内存芯片的几倍。

这是因为HBM的高度大约是几缕头发的高度,这意味着这些标准内存芯片的每一层也需要非常薄,这一壮举需要被称为先进封装的顶级制造专业知识。

“在堆叠在一起之前,每个内存芯片都需要磨到半根头发的高度。”

此外,在这些存储芯片上钻孔,然后它们相互安装,以便走线通过,这些孔的位置和大小需要非常精确。


当你尝试制造这些设备时,你会有更多的故障点。会有更多的良率和可靠性问题,这几乎就像建造一座纸牌屋。


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