[Post HBM 启动]③CXL等新市场开启…三星·SK以新品发布打响第一枪
引领高带宽内存(HBM)发展的三星电子和SK海力士最快将在今年内打开“计算快速互连(CXL)”市场。这是一项被视为有望弥补并替代HBM缺点的“下一代存储器”技术。
CXL与HBM一样,都是为了提升计算所需存储器的性能,功能和角色相似。但其方式更加高效、价格也更低。HBM是将多颗动态随机存取存储器(DRAM)垂直堆叠,以提高带宽、进而提升运算速度;而CXL则通过简单增加模块来扩展内存容量,从而加快运算。其优势在于可以把数据运算所需的中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)以及存储器半导体集中在一起,且被评价为能够消化最新开发的生成式人工智能所需的大量数据。专家将CXL形容为“一种把相当于大脑的CPU与存储器半导体之间的道路,从原来的单车道一下拓宽到十车道的技术”。
业界认为,CXL产品的推出很可能成为宣告“后HBM时代”开启的信号弹。如果CXL展现出足够的潜力,HBM的应用预计将逐步减少。此后,能够连芯粒(Chiplet)和运算都一并完成的进化版DRAM有望相继问世,在功能、影响力、业绩等各个方面替代HBM,从而把半导体市场引向新局面。
三星与SK的CXL布局
在加快HBM开发、展开激烈竞争的同时,三星电子和SK海力士也在幕后悄然布局CXL。两家公司都被认为将于今年内拿出成果。
据业界23日消息,三星电子正全力推进,力争在今年下半年实现基于CXL 2.0版本、容量为256吉字节(GB)的模块CMM-D量产。曾在HBM领域被SK海力士夺走领先位置的三星电子,被传为在CXL上实现反超而下了狠功夫。三星早在10年前就开始集中开发CXL,并在这一过程中取得了可见的成果。2019年,三星与英伟达(NVIDIA)、超威半导体公司(AMD)等组建了CXL联盟;2022年5月,三星开发出全球首款基于CXL 1.1版本的CXL DRAM。去年,支持2.0版本的128GB CXL DRAM也由三星电子推出。SK海力士则正全力开发基于DDR5的“96GB·128GB CXL 2.0存储器解决方案产品”,目标同样是于今年下半年实现量产。全球市场调研机构“Yole Intelligence”预测,2022年规模为170万美元(约合22亿韩元)的CXL市场,将在2028年扩大至150亿美元(约合20万亿韩元)。
SK海力士表示,已于2022年8月开发出基于“计算快速互连”(CXL)的、被称为下一代DRAM的内存样品。照片为SK海力士开发的CXL DRAM示意图。照片由SK海力士提供 图片由联合报道新闻社提供
View original image芯粒、PIM等技术同样受关注
除CXL外,业界还关注“芯粒”这一有望替代HBM并接棒其后的技术。芯粒是指将具有不同功能的多种半导体整合为一个产品的形态,是一种让原本由多颗半导体分担的工作由单一产品完成的“封装”技术。它能减轻全球大型企业为获取大量半导体而不得不支付高额成本的负担,因此被寄予厚望,有望成为性价比方面表现最出色的产品。
加拿大无晶圆半导体初创公司Tenstorrent计划于明年推出人工智能(AI)芯粒“Quasar”。新开发的DRAM能否替代HBM的功能也备受关注。尝试用低功耗DRAM(LPDDR)或图形用DRAM(GDDR6)取代HBM并将其搭载于AI芯片的企业挑战同样引人注目。业界对“存内计算”(PIM)也寄予厚望。PIM是指在DRAM内部处理一部分原本由CPU、GPU等处理器执行的运算功能的存储器。不过,目前业界更将其视为一种辅助HBM、提升其性能的技术,而非完全替代HBM的独立技术。
HBM主导权也不会放手
着手开辟新市场,是为“后HBM时代”提前布局。在HBM发挥强大影响力的当下,三星电子和SK海力士没有理由放弃主导权。SK海力士将参加由全球最大晶圆代工(半导体委托生产)企业台湾台积电(TSMC)主办、于本月25日在美国加利福尼亚州圣克拉拉会展中心举行的“开放创新平台(OIP)论坛”。届时,SK海力士将发表题为“为提升HBM质量与可靠性的封装内2.5D系统”的报告。该内容是SK海力士与台积电共同研究的成果。现场还将设置展台,展示第五代HBM——HBM3E以及LPCAMM2、GDDR7等产品。
三星电子则通过结合晶圆代工与系统大规模集成电路(System LSI)技术来推进HBM创新。存储事业部社长Lee Jungbae本月初在台湾台北举行的“SEMICON Taiwan 2024”上通过主题演讲正式宣布了这一方向。据悉,第六代HBM——HBM4也计划从明年起在4纳米(nm,十亿分之一米)制程的晶圆代工工艺线上实现量产。
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