成“救援投手”的AI芯片…三星与SK现状如何？

by Han Yeju

Published 06 Mar.2023 09:30(KST)

高性能存储芯片需求上升
加紧开发应对人工智能技术
难以带动半导体行业全面复苏

[亚洲经济记者 Han Yeju] 国内半导体业界正把“人工智能半导体”视为拯救需求低迷、冰封的半导体市场的救援投手。虽然人工智能半导体在整体半导体需求中所占比重尚且微小，但由于正在创造新的存储器需求，市场期待值颇高。三星电子和SK海力士正顺应人工智能需求的增长，全力投入高性能、大容量存储器的开发。

人工智能半导体是伴随ChatGPT热潮开始崛起的。像ChatGPT这样的对话式人工智能离不开高性能存储器半导体。以ChatGPT为例，使用了约1万块英伟达的图形处理器（GPU）“A100”。GPU从动态随机存取存储器（D-RAM）中读取指令，经过运算过程后处理数据。由于必须高速处理海量数据，高性能、宽带宽的动态随机存取存储器产品——高带宽存储器（HBM）就成为必需品。HBM是一种能够一次性传输大容量数据的存储器，用于人工智能服务器。ChatGPT，也就是GPU的需求越增加，存储器半导体的需求也会同步增长，形成这样的结构。

市场调研机构Gartner预测，这一人工智能半导体市场将从2020年的220亿美元，猛增至今年的553亿美元，2026年更将达到861亿美元规模。

全球信息技术（IT）企业即便在经济低迷时期也积极投资人工智能基础设施，代表性企业包括微软（Microsoft）、谷歌（Google）等。

国内半导体企业同样寄望于ChatGPT所创造的新存储器需求。因为在包括HBM在内的服务器用高性能存储器领域，SK海力士和三星电子占据了大部分市场份额。

实际上，英伟达A100搭载了SK海力士的第三代HBM动态随机存取存储器。比A100更为先进的“H100”同样采用了SK海力士的第四代HBM产品。据悉，英伟达一直在持续要求SK海力士向其供应新产品HBM3。全球服务器用中央处理器（CPU）市占率第一的英特尔（Intel）也被传正在大力推进与SK海力士HBM3相关的合作。

三星电子也在加快推进人工智能专用下一代存储器的开发。三星电子今年年初以“PIM”（Processing in Memory，存内计算）技术为起点，着手开发可用于人工智能应用场景的多种下一代存储器解决方案。PIM是将原本由处理器执行的数据运算功能实现于存储器内部的技术，其特点是由存储器直接承担运算处理。

三星电子还与AMD合作，全球首次开发出将存储器半导体与人工智能处理器合二为一的“HBM-PIM”。三星电子表示，利用HBM-PIM，平均性能较现有GPU加速器可提升2倍，能源消耗则可降低50%。三星电子会长 Lee Jaeyong 上个月走访了天安和温阳的半导体封装工厂，亲自了解对ChatGPT至关重要的HBM等下一代技术的开发进展。

三星电子目前已与Naver签署协议，正式启动人工智能半导体解决方案的开发。三星电子负责硬件部分，Naver则基于其至今积累的超大规模人工智能运营经验，着手开发新的半导体解决方案。