据媒体报道,三星电子将采用台积电3纳米工艺,为英伟达定制高带宽内存(HBM)芯片制造核心部件——基座晶粒(base die)。这标志着两家公司首次在HBM领域展开深度合作。

基座晶粒位于HBM堆叠底部,负责逻辑控制。此前,三星对其所有HBM产品均采取“交钥匙”模式,即同时生产基座晶粒与上方的存储晶粒。但针对英伟达的定制需求,三星决定调整这一策略。

英伟达推动工艺统一

英伟达于今年8月发布了定制HBM产品NVHBM。为确保不同供应商产品性能的一致性并简化验证流程,英伟达要求三星、SK海力士和美光三家供应商,均在台积电3纳米工艺上制造NVHBM的基座晶粒。此外,英伟达还希望将存储晶粒标准化至1c制程(第六代DRAM技术)。NVHBM基于第七代HBM标准HBM4E设计。

三星设备解决方案部门经内部审查后,已同意该方案。事实上,四年前三星曾确保其HBM适配台积电封装工艺,双方已有合作基础。

架构革新与性能提升

NVHBM将内存控制器从GPU迁移至基座晶粒,为GPU腾出更多空间容纳计算电路。其物理层比标准HBM缩小60%,相比标准HBM4E,带宽最高提升30%,功耗降低15%。

业界数据显示,台积电3纳米工艺良率超过90%,而三星代工相应的2纳米工艺(SF2)良率约为60%。这也是英伟达选择台积电的重要原因之一。

供需缺口与产能扩张

瑞银预测,明年HBM需求量将达约615亿Gb,同比增长91%;而新出货量预计仅为546亿Gb,存在约10%的供应缺口。

为应对需求,台积电正在台南18厂新增两条3纳米生产线,预计分别于2027年上半年和2028年量产。同时,台积电还计划在美国亚利桑那州和日本熊本的第二工厂建设3纳米产线。

三星的双轨策略

尽管在英伟达定制产品上做出让步,三星对于采用其自有4纳米基座晶粒的标准HBM4和HBM4E产品,以及包括AMD在内的其他客户定制HBM,仍将坚持“交钥匙”模式。

一名行业官员透露,三星正在测试利用自有晶圆厂的2纳米工艺制造NVHBM基座晶粒,作为对冲措施,以防需求超出台积电产能上限。