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作為全球頂尖的半導體供應商，韓國SK海力士很早就押注于開發強大的內存芯片。如今，該公司已經成為生成式人工智能硬件領域的大贏家。海力士開發的高帶寬內存芯片被視為人工智能系統的關鍵組成部分，用于支持ChatGPT等智能程序。
圖：負責SK海力士高級內存產品設計的樸明宰表示，高帶寬內存是人工智能系統的關鍵組成部分，但在十年前被認為是“未知領域”
推動當前人工智能熱潮的硬件與英偉達關系最為密切。不過，與英偉達智能H100處理器一起封裝的是專門的內存芯片，它可以實現人工智能應用背后近乎即時的計算，速度之快令人驚嘆。
而SK海力士就是英偉達頂級人工智能處理器芯片上最新高帶寬內存(HBM)組件的主要供應商。長期以來，這家總部位于韓國利川市的公司始終是內存芯片行業興衰起伏的主要參與者，但從歷史上看，它并不被視為行業先驅。
十年前，SK海力士比競爭對手更積極地押注于高帶寬內存。在HBM中，被稱為DRAM的存儲芯片一個接一個地堆疊在一起，就像摩天大樓的樓層一樣。該公司高級內存產品設計負責人樸明宰(Park Myeong-jae)表示，該領域當時曾被認為是“未知領域”。
如今，隨著依賴高帶寬內存的人工智能應用的興起，SK海力士已經成為硬件領域的早期贏家之一，盡管競爭正在加劇，其與韓國競爭對手三星電子的差距也正在縮小。
SK海力士表示，新一代HBM芯片每秒可以處理相當于230部全高清電影的數據。
樸明宰說，內存芯片不再僅僅是計算機的輔助設備。他在接受采訪時表示：“從本質上講，包括HBM在內的內存技術的發展，正在為人工智能系統的未來發展鋪平道路。”
盡管由于智能手機和電腦銷量下滑，促使整個內存芯片市場出現了嚴重低迷，但SK海力士的股價自年初以來上漲了近60%，幾乎是三星電子漲幅的三倍，也高于美光科技和英特爾約30%的漲幅。英偉達的股價在2023年上漲了兩倍多。
圖：隨著依賴高帶寬內存的人工智能應用的興起，SK海力士已成為硬件領域的早期贏家之一
盡管SK海力士經歷了艱難的一年，但該公司股價還在上漲。該公司的收入仍主要依賴傳統的內存芯片業務。在第二季度，SK海力士報告凈虧損約為22億美元，表明其財務狀況尚未從其在高帶寬內存方面的進步中獲得多少好處。相比之下，英偉達在5月至7月的季度利潤超過60億美元。
像ChatGPT這樣的生成式人工智能工具吞噬著海量的數據，這些數據必須從內存芯片中檢索出來，然后發送到處理單元進行計算。憑借其摩天大樓式的堆疊，HBM可以與英偉達、AMD和英特爾等公司設計的處理器更緊密地協同工作，從而提高性能。
2013年，SK海力士與AMD一起率先向市場推出了高帶寬內存。其最新的第四代產品將12個傳統的DRAM芯片堆疊在一起，而上一代產品只有8個，并具有業界最高水平的數據傳輸效率和散熱能力。
這項壯舉需要發明新的堆疊和融合芯片的方法。在12層堆疊的產品中，SK海力士用液體材料填充層與層之間的空隙，取代了在每層之間涂上薄膜的傳統方法。在最新的堆疊過程中，該公司使用高溫確保芯片層均勻地貼合在一起，并以70噸的壓力壓縮它們以填補空隙。
韓國高級科學技術研究所機械工程教授金鐘浩(Kim jung -ho)說，大約十年前，英偉達和AMD曾尋求合作伙伴，以打造一種新型內存芯片，能夠以更快的速度將更大容量的數據同時傳輸到它們的圖形處理單元。金鐘浩所在的大學研究實驗室自2010年以來始終在與SK海力士合作研究高帶寬內存。
圖：SK海力士是英偉達頂級AI處理器芯片最新高帶寬內存芯片的主要供應商
SK海力士積極回應了這些要求。金鐘浩補充說：“這既反映了該公司對新技術的投入，也反映了其在人工智能時代對一款備受關注的產品押下巨額賭注所需要的運氣。”
花旗銀行駐首爾半導體分析師彼得·李（Peter Lee）表示，最初，由于需求低迷和技術困難，內存行業對HBM的投資有限，但SK海力士似乎早期就更看好HBM的前景。
SK海力士高管樸明宰表示，該公司的HBM工作組最初并未將人工智能視為這種新型內存芯片的主要用途，促使他們前進的動力是克服所謂的“內存墻”，即科技行業認為計算性能受到內存芯片速度的限制。
“我們相信，用于高性能計算的高帶寬內存最終會促使相關應用的出現，”樸明宰繼續說。“而且，HBM確實為后來的加密貨幣和人工智能熱潮奠定了基礎”。
SK海力士今年4月份表示，預計其2023年HBM收入將增長50%以上。花旗分析師也認為，人工智能需求在全球DRAM收入中所占比例預計將從今年的16%增長到2025年的41%。
SK海力士并不能保證其始終保持領先地位。三星副總裁兼內存營銷主管Harry Yoon在接受采訪時說，三星正準備在今年晚些時候推出下一代產品，并正在努力擴大與客戶的合作關系。三星是全球最大的內存芯片制造商，該公司計劃大舉投資，到2024年將HBM產量提高一倍。
據市場研究公司TrendForce的數據，預計三星今年的市場份額將趕上SK海力士，兩者的市場份額將分別達到46%至49%。TrendForce稱，美光預計將占據約5%的市場份額。但美光表示，有信心趕上兩家韓國競爭對手。
英偉達最近亮相了一款用于加速計算和人工智能的新處理器，并計劃于2024年第二季度上市，它配備了“世界上最快的內存”。不過，通告中沒有提到供應商的名字。
業內專家表示，最能滿足英偉達要求的公司就是SK海力士，該公司本月早些時候表示，已開始向客戶提供下一代HBM樣品。
SK海力士沒有透露在高帶寬內存方面投入了多少資金，也沒有公布這類芯片的銷售數據，但該公司表示，包括HBM在內的這一類芯片目前占DRAM總銷量的20%以上，而去年這一比例還只是個位數。
樸明宰說，SK海力士在開發速度、質量和批量生產準備方面仍然具有優勢。“基于這些優勢，公司打算繼續引領市場，”他說。（文/金鹿）