长鑫存储HBM3E突破:国产AI芯片关键瓶颈有望缓解

中国领先的存储芯片制造商长鑫存储技术公司已开始小批量生产先进的高带宽内存,这一里程碑有望缓解制约我国自主人工智能处理器发展的关键瓶颈。

据两位知情人士透露,长鑫存储正在量产HBM3E——一种广泛应用于当前主流AI处理器的先进高带宽内存。这意味着其产品与全球领先厂商三星、SK海力士和美光科技已进入大规模生产的内存仅相差一代。

上述人士还表示,长鑫存储计划于2027年扩大产能。

多家中国芯片设计企业正将其处理器与该内存进行联调测试,其中包括阿里巴巴集团旗下的平头哥半导体以及总部位于北京的寒武纪科技。

若进展顺利,这些企业最早将于明年在产品中采用长鑫存储的内存,两位人士称。他们的订单将为长鑫存储积累规模化生产的经验,并获得必要的客户反馈。

长鑫存储和寒武纪未就相关事宜回复置评请求,阿里巴巴的平头哥亦暂无回应。

长鑫存储在HBM领域的突破,是中国芯片产业的一大进展,正值人工智能热潮推动高带宽内存需求空前高涨之际。受美国出口管制限制,中国企业难以从西方企业采购最先进的一代HBM,这成为制约中国AI芯片设计的重要因素之一。

长鑫存储取得这一进展的消息,恰在其上海上市仅数周后传来;该公司通过IPO募资86亿美元,用于扩产和技术升级。此次首发深受中国投资者追捧,CXMT股价在首秀中飙升472%。

公司周五披露,今年上半年营收同比激增近十倍,达到1503亿元人民币(约合223亿美元),净利润为776亿元人民币(约合115亿美元),一举扭亏为盈。

不过,公司在财报中并未提及HBM研发方面的最新进展。

HBM通过堆叠存储芯片并使其紧贴处理器,实现两者间数据的高速传输,这对大型AI模型的训练与运行至关重要。人工智能浪潮使高端AI芯片炙手可热,同时也推高了对HBM的需求。

三大头部厂商正争分夺秒地满足英伟达、谷歌等大型开发商的订单。

华盛顿于2024年限制向中国出口先进HBM,而中国企业采购较低端的HBM也需获得美方许可。

因此,长鑫存储的入局或将对本土科技企业产生重大影响。但不确定性依然存在,其芯片制造能力同样受到美国限制——这些限制阻止中国企业购买领先存储厂商所使用的部分尖端设备,两位人士指出。

长鑫存储于2016年由地方政府支持成立,已成为中国政府推进高端芯片自主化战略的核心力量。目前,公司已发展为全球第四大DRAM生产商,而DRAM是计算机和服务器的标配存储。

与DRAM等传统存储相比,先进HBM的制造难度更高。HBM需要将多颗DRAM芯片依次堆叠、封装,每一道工序都可能带来新的失效风险;层数越多,工艺难度呈指数级攀升。

尽管长鑫存储在HBM3E的量产方面已取得进展,但在HBM技术上仍落后于行业领军者三到五年。例如,作为英伟达主要内存供应商的SK海力士已于2024年开始量产HBM3E。

两位人士表示,长鑫存储的良率仍然偏低,而良率是指成品中符合设计要求的比例。

即便长鑫存储的HBM可靠性不及三家龙头厂商的产品且速度稍逊,寒武纪和平头哥仍有理由选用其内存。双方正在研究长鑫存储的HBM如何与其处理器协同工作,上述人士称。

率先试水的成本主要由国家承担。中央及地方各级政府为从事国产半导体技术研发、采购或应用的企业提供税收优惠、补贴及其他激励措施。

长鑫存储目前量产的HBM3E版本,可适配包括英伟达Blackwell系列GPU和谷歌最新Tensor处理单元在内的主流AI处理器。HBM以“3”“4”等数字标识主要代际,而“E”则代表前一代的提速版。

英伟达H100采用HBM3,H200及Blackwell系列采用HBM3E,更新的Rubin系列则使用HBM4。

与此同时,SK海力士、三星和美光正量产HBM4,并已开始供应面向处理器市场的HBM4E样品,预计将于明年正式推出。

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