Сможет ли Китай достичь самодостаточности в производстве микросхем памяти для искусственного интеллекта в условиях санкций США?

Быстрое развитие приложений генеративного искусственного интеллекта (ИИ), таких как ChatGPT, в последние годы сделало высокоскоростную память (HBM), микросхемы памяти, специально разработанные для процессоров ИИ, крайне востребованными компонентами. Между тем, санкции, введенные администрацией Вашингтона против Китая, не оставили китайскому правительству иного выбора, кроме как стать самодостаточным в производстве HBM, хотя это может занять годы.

В настоящее время полупроводниковые гиганты, такие как южнокорейская SK Hynix и Samsung Electronics, контролируют до 90% мирового рынка микросхем памяти HBM, которые являются важнейшими компонентами, необходимыми для обучения систем искусственного интеллекта, таких как ChatGPT от OpenAI. По данным исследователей из компании TrendForce, в прошлом году SK Hynix занимала 50% мирового рынка HBM, за ней следовали Samsung с 40% и ее американский конкурент Micron Technology с 10%.

Обе южнокорейские компании объявили о планах удвоить производство чипов HBM в следующем году, несмотря на сокращение объемов производства в других областях сектора памяти на фоне переизбытка предложения, который снизил операционную прибыль. SK Hynix стала первой компанией, которая начала массовое производство передовых чипов HBM-3 четвертого поколения, используемых в графических процессорах (GPU) Nvidia H100 – американской многонациональной технологической корпорации, которая разрабатывает графические процессоры и производит чипсеты для электронных устройств, таких как рабочие станции, персональные компьютеры и мобильные устройства.

Микросхемы памяти HBM — это следующее поколение микросхем памяти, специально разработанных для процессоров искусственного интеллекта.

Технология HBM размещает микросхемы памяти вертикально, подобно этажам небоскреба, сокращая расстояние, на которое передается информация. Эти блоки памяти предназначены для подключения к центральному процессору (ЦП) или графическому процессору (ГП) через сверхбыстрое соединение, называемое «интерпозером», расположенное между микросхемой и печатной платой. По данным TrendForce, Nvidia установила новый отраслевой стандарт, используя микросхемы HBM для увеличения скорости передачи данных между графическими процессорами и блоками памяти.

По данным Nvidia, востребованный графический процессор Nvidia H100 оснащен системой памяти HBM-3, обеспечивающей пропускную способность памяти до 3 терабайт в секунду. В свою очередь, компания SK Hynix заявляет, что технология HBM является «необходимым условием для внедрения автоматизации 4-го и 5-го уровней в беспилотных автомобилях».

Недавно компания SK Hynix также объявила об успешной разработке HBM-3E, высокопроизводительной динамической оперативной памяти (DRAM) следующего поколения для приложений искусственного интеллекта, и предоставила образцы клиентам для оценки производительности. Ожидается, что серийное производство начнется в первой половине 2024 года, и, по сообщениям, такие клиенты, как американские производители чипов AMD и Nvidia, выстроились в очередь за новым продуктом.

Согласно прогнозам, объем рынка микросхем памяти HBM, по оценкам, достигнет 2,04 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, составит 6,32 млрд долларов США к 2028 году, увеличиваясь со среднегодовым темпом роста (CAGR) в 25,36% в течение прогнозируемого периода 2023-2028 годов.

К основным факторам, стимулирующим рост рынка HBM, относятся растущий спрос на высокую пропускную способность, низкое энергопотребление и масштабируемую память, растущее внедрение искусственного интеллекта и усиливающаяся тенденция к миниатюризации электронных устройств.

По прогнозам TrendForce, растущий спрос на микросхемы памяти для ИИ подстегнул рост поставок HBM, которые в этом году увеличились почти на 60%. Между тем, Китай будет полагаться исключительно на внутреннее производство, что поставит его перед необходимостью бороться со временем.

Китай официально присоединился к гонке за создание микросхем памяти для искусственного интеллекта?

Стремление Пекина войти в число ведущих мировых производителей микросхем памяти и заменить импорт продукцией собственного производства на внутреннем рынке все больше рискует быть реализовано по мере того, как ведущие мировые компании внедряют передовые технологии. В то же время, возможности Китая догнать конкурентов в технологическом плане сдерживаются санкциями США.

Еще недавно считалось, что Китай быстро догнал международных поставщиков как в области передовой 3D NAND флэш-памяти, так и в области DRAM. Однако сейчас, в эпоху ChatGPT, разрыв увеличивается, поскольку китайские компании Yangtze Memory Technology Group (YMTC) и Changxin Memory Technologies (CXMT) не смогли продолжить свои усилия по наверстыванию упущенного из-за экспортных ограничений правительства США.

По сообщениям, Китай стремится к самостоятельному производству биогаза в рамках усилий по достижению самообеспеченности. «Хотя догнать мировых лидеров, таких как SK Hynix, Samsung Electronics и Micron Technology, будет непросто из-за последствий санкций Вашингтона, китайское правительство решило, что должно достичь самообеспеченности биогазом, даже если на это уйдут годы», — сообщила газета South China Morning Post (SCMP).

Ссылаясь на источники в полупроводниковой отрасли, SCMP сообщила, что ведущий китайский производитель DRAM, компания CXMT, является главной надеждой китайского правительства на разработку микросхем памяти HBM; однако вывод продукта на рынок может занять до четырех лет. Источники добавили, что если CXMT или другие китайские производители микросхем решат заняться производством HBM, они, безусловно, столкнутся с трудностями из-за использования устаревших технологий.

По мнению экспертов в области полупроводниковых технологий, хотя микросхемы памяти HBM обладают высокой производительностью, для их производства не обязательно требуются передовые технологии литографии, такие как литография в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (EUV). Это означает, что Китай может производить собственные версии даже без новейшего оборудования.

Короче говоря, Китай известен тем, что держит в секрете свои стратегические планы, касающиеся новейших технологий, оставляя внешнему миру лишь догадки о его прогрессе в достижении технологической самодостаточности, в том числе в области микросхем памяти для искусственного интеллекта.