Сможет ли Китай стать самодостаточным в производстве микросхем памяти для искусственного интеллекта в условиях санкций США?

Стремительное развитие приложений генеративного искусственного интеллекта (ИИ), таких как ChatGPT, в последнее время сделало высокоскоростную память (HBM) – чипы памяти, специально разработанные для процессоров с искусственным интеллектом, – наиболее востребованными компонентами. Между тем, санкции, введённые Вашингтоном против Китая, не оставили китайскому правительству иного выбора, кроме как стать самодостаточным в области HBM, хотя это может занять много лет.

Полупроводниковые гиганты SK Hynix и южнокорейская Samsung Electronics в настоящее время контролируют до 90% мирового рынка микросхем памяти HBM, которые являются ключевыми компонентами, необходимыми для обучения систем искусственного интеллекта, таких как ChatGPT от OpenAI. По данным исследователей из исследовательской компании TrendForce, в прошлом году доля SK Hynix на мировом рынке HBM составляла 50%, за ней следуют Samsung с 40% и американский конкурент Micron Technology с 10%.

Обе южнокорейские компании объявили о планах удвоить производство чипов HBM в следующем году, несмотря на сокращение производства в других сегментах сектора памяти на фоне переизбытка предложения, который привел к снижению операционной прибыли. SK Hynix стала первой компанией, начавшей массовое производство усовершенствованных чипов HBM-3 четвёртого поколения, используемых в графических процессорах (GPU) Nvidia H100.

Микросхемы памяти HBM — следующее поколение микросхем памяти, предназначенных для процессоров искусственного интеллекта.

Технология HBM позволяет размещать микросхемы памяти вертикально, подобно этажам в небоскребе, сокращая расстояние между блоками информации. Эти блоки памяти предназначены для подключения к центральному процессору (ЦП) или графическому процессору (ГП) через сверхбыстрое соединение, называемое «интерпозером», которое располагается между чипом и печатной платой. По данным TrendForce, Nvidia установила новый отраслевой стандарт, используя микросхемы HBM для ускорения передачи данных между графическими процессорами и стеками памяти.

По данным Nvidia, востребованный графический процессор H100 оснащён памятью HBM-3, которая обеспечивает пропускную способность до 3 терабайт в секунду. SK Hynix заявляет, что технология HBM является «необходимым условием для внедрения автоматизации 4-го и 5-го уровней в беспилотных автомобилях».

Компания SK Hynix также недавно объявила об успешной разработке версии HBM-3E, высокопроизводительной динамической памяти с произвольным доступом (DRAM) нового поколения для приложений искусственного интеллекта, и предоставила заказчикам образцы для оценки производительности продукта. Ожидается, что массовое производство начнётся в первой половине 2024 года, и, по имеющимся данным, такие клиенты, как американские производители микросхем AMD и Nvidia, уже выстраиваются в очередь за новым продуктом.

Прогноз показывает, что объем рынка микросхем памяти HBM, по оценкам, достигнет 2,04 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, достигнет 6,32 млрд долларов США к 2028 году, увеличившись со среднегодовым темпом роста (CAGR) на 25,36% в прогнозируемый период 2023–2028 годов.

Среди них ключевыми факторами, способствующими росту рынка HBM, являются растущий спрос на высокую пропускную способность, низкое энергопотребление и масштабируемую память, более широкое внедрение искусственного интеллекта и растущая тенденция миниатюризации электронных устройств.

TrendForce прогнозирует, что растущий спрос на микросхемы памяти для ИИ привел к росту поставок HBM, которые в этом году выросли почти на 60%. В то же время, Китай будет полагаться исключительно на внутреннее производство, что создаст для него проблему со временем.

Китай официально присоединяется к гонке чипов памяти для ИИ?

Амбиции Пекина войти в число ведущих мировых производителей микросхем памяти и заменить импорт отечественной продукцией на внутреннем рынке всё больше подвергаются риску, поскольку ведущие мировые компании внедряют передовые технологии. В то же время, способность Китая наверстать упущенное ограничивается санкциями США.

Не так давно считалось, что Китай быстро догоняет международных поставщиков как в области современной флеш-памяти 3D NAND, так и в области DRAM. Однако в эпоху ChatGPT разрыв увеличивается, поскольку китайские компании Yangtze Memory Technology Group (YMTC) и Changxin Memory Technologies (CXMT) не смогли продолжить наверстывание из-за экспортных ограничений, введенных правительством США.

Сообщается, что Китай планирует производить собственную HBM в рамках своего стремления к самообеспечению. «Хотя из-за санкций Вашингтона будет непросто догнать таких мировых лидеров, как SK Hynix, Samsung Electronics и Micron Technology, китайское правительство решило, что страна должна стать самодостаточной в HBM, даже если на это уйдут годы», — сообщает South China Morning Post (SCMP).

Ссылаясь на источники в полупроводниковой промышленности, SCMP сообщил, что ведущий китайский производитель DRAM, компания CXMT, является главной надеждой китайского правительства в разработке микросхем памяти HBM; однако вывод продукта на рынок может занять до четырёх лет. Если CXMT или другие китайские производители микросхем решат продолжить производство памяти HBM, они неизбежно столкнутся с трудностями, поскольку им придётся использовать оборудование с устаревшими технологиями, добавили источники.

По мнению экспертов полупроводниковой отрасли, несмотря на высокую производительность, чипы памяти HBM не обязательно требуют применения передовых технологий литографии, таких как литография в экстремальном ультрафиолете (EUV). Это означает, что Китай может производить собственные версии даже без новейшего оборудования.

Короче говоря, Китай известен тем, что держит свои стратегические карты при себе, когда речь заходит о его новейших технологиях, оставляя внешний мир строить догадки о его прогрессе в достижении технологической самодостаточности, включая микросхемы памяти для искусственного интеллекта.