Ve vztahu ke čtvrté generaci HBM se dlouhodobě mluví o možnosti významnějšího využití křemíkové základny HBM, na které jsou umístěné samotné paměťové vrstvy. Nedávno jsme v tomto kontextu informovali o plánu Nvidie, která by chtěla paměťový řadič přemístit z GPU křemíku do paměťové základny HBM, aby ušetřila prostor využitelný pro výpočetní jednotky.

• Nvidia: Chystáme NVHBM. Analytik: Více marketingu než technologie

Pokud je od základny HBM očekáváno něco více, než k čemu sloužila doposud a má se do ní integrovat logika, SRAM a v podstatě jakékoli zakázkové obvody, musí být použit podstatně pokročilejší výrobní proces, než jaký stačil doposud. I společnost Hynix, která má linky pouze na výrobu pamětí, měla proces, který pro tyto účely až dosud stačil - s HBM4 však již stačit nemusí. Společnost pro tyto účely rezervovala 12nm kapacity TSMC.

S ohledem na rostoucí ceny procesů zvažuje Hynix, zda neoslovit také Intel, diverzifikovat dodávky a tím vytvořit tlak na nižší ceny. V praxi však v podobných situacích často došlo k vyjednání požadovaných cen ještě před diverzifikací dodávek, takže zůstalo u dodávek od jednoho výrobce. Je tedy otázkou, zda - v případě, že vůbec k jednání s Intelem dojde - má Hynix reálně o výrobu Intelu zájem, nebo jde pouze o nástroj, kterým chce zatlačit na TSMC.

TSMC totiž věnovala velké úsilí, aby připravila výrobní postup, který bude vyhovovat Hynixu, Micronu i Samsungu (na detailech základny spolupracovala se všemi třemi značkami), provedla optimalizaci CoWoS pouzdření pro HBM4 a řešila integritu signál, I/EM a tepelnou verifikaci s Cadence, Synopsys a Ansys. Nelze tedy očekávat, že by Intel mohl ze dne na den začít dodávat podobně vyzrálé řešení jako TSMC, a tak lze očekávat, že i v případě uzavření dohody bude Intel vlastní základny dodávat později.

V tomto kontextu lze zmínit, že 12nm proces, který je v kontextu této generace HBM považován za dostačující, je zároveň nejpokročilejší generací, kterou má ve svém portfoliu GlobalFoundries. Lze si tak jen postesknout, že tato společnost (svázaná požadavky majitele na minimalizaci investic) situace nevyužila, nepřipravila řešení pro HBM a nevyužila obrovské poptávky, kde by mohla dobře zúročit, co již má a vydělat peníze na vývoj nových technologií. Tato příležitost se totiž opakovat nebude, jakmile přestane stačit 12nm proces (v kontextu dalších generací se již mluví o 5nm), bude definitivně ze hry.

V kontextu zpráv o námluvách Hynixu s Intelem se začala objevovat podměrně zajímavá zmínka. Základna (base die) má totiž již s 12nm procesem dosahovat 3-4× vyšší ceny než samotná DRAM die, z čehož některé zdroje vynesly závěr, že na HBM již nebude nejdražší paměťová část, ale právě základna, takže se největší výdělky na těchto pamětech přenesou od samotných výrobců pamětí k výrobcům logiky.

To je - alespoň za současné situace - nesmysl a chybné pochopení situace. Je pravdou, že analytická společnost Herald Business s těmito čísly přišla, ale problém je v jejich interpretaci. V kontextu HBM pamětí s jako čip nebo die neoznačuje celek nebo celá paměťová část, ale jednotlivá vrstva. Když je tedy řečeno, že základna je dražší než DRAM die, znamená to, že základna je dražší než jedna vrstva:

Schéma zařízení s osazenou HBM

HBM ovšem vrstev (DRAM die) nesou vyšší množství. Začínalo se na čtyřech, jak zachycuje schéma výše, HBM3e využívají až 12 vrstev, HBM4 posunou maximum na 16 vrstev a s HBM4e se počítá s až 20 vrstvami. Pokud je tedy základna (base die) 3× dražší než DRAM die, pak při 20 vrstvách bude tvořit asi sedminu nákladů na křemík HBM pouzdra (nějaké náklady vnese ještě pouzdření, testování ap.). Očekávat, že základna bude výhledově násobně dražší než ostatní komponenty HBM, je tedy důsledkem zásadního pochybení a neznalosti. Reálně lze čekat, že tato komponenta bude tvořit 10-20, maximálně 25 % výrobních nákladů (podle počtu vrstev a kombinace technologií).

• CXMT zahájila rizikovou výrobu HBM3e. Přechod do sériové výroby může být rychlý

Očekávat, že s HBM4, HBM4e nebo HBM5 přijdou výrobci pamětí o majoritu výdělku, je tedy nereálné. Zvlášť když si uvědomíme, že výrobní náklady jsou zlomkem koncové ceny, za kterou se HBM paměti prodávají. Jde stále o produkt, na kterém jsou v DRAM segmentu nejvyšší marže, což při meziročním zdražení na úrovni dvojnásobku tlačí reálný podíl výrobních nákladů základny na koncové ceně až do řádu jednotek procent.