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, разработанные специально для процессоров ИИ, – 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.

В настоящее время полупроводниковые гиганты SK Hynix и южнокорейская Samsung Electronics контролируют до 90% мирового рынка микросхем памяти HBM, которые являются критически важными компонентами, необходимыми для обучения систем искусственного интеллекта, таких как ChatGPT от OpenAI. По данным 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 других сегментов сектора памяти на фоне переизбытка поставок, 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 — это следующее поколение микросхем памяти, предназначенных для процессоров искусственного интеллекта.

Технология HBM позволяет размещать чипы памяти вертикально, подобно этажам в небоскребе, сокращая расстояние, которое необходимо преодолеть информации. Эти блоки памяти подключаются 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 чипы HBM для ускорения передачи данных между ГП 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.

К числу ключевых факторов, способствующих росту рынка HBM, относятся 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 Corporation (YMTC) и Changxin Memory Technologies (CXMT) не смогли продолжить наверстывание из-за экспортных ограничений правительства 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. Источники добавили, что если CXMT или другие китайские производители микросхем решат начать производство микросхем памяти HBM, они неизбежно столкнутся с трудностями, поскольку им придётся использовать устаревшее оборудование.

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 не выставляет напоказ свои стратегические планы относительно новейших технологий, оставляя внешний мир строить догадки о его прогрессе в достижении технологической самодостаточности, включая микросхемы памяти для искусственного интеллекта.