北京籲美鬆綁 HBM，一文看懂何謂高頻寬記憶體

中國希望美國放寬「高頻寬記憶體」（HBM）晶片出口管制，做為雙方貿易協議一環。以下透過美國有線電視新聞網（CNN）的整理，了解何謂 HBM。

什麼是 HBM

高頻寬記憶體（HBM）基本上是由多層堆疊的記憶體晶片構成，用來儲存資料的小型元件。與舊有的動態隨機存取記憶體（DRAM）技術相比，HBM 不僅能儲存更多資訊，還能以更快速度傳輸資料。

HBM晶片通常用於顯示卡、高效能運算系統、資料中心和自動駕駛汽車，更重要的是，HBM對於日益流行的人工智慧（AI）應用，包括生成式人工智慧的運作不可或缺。

限制措施如何影響中國

美方最新的出口限制是於去年12月2日宣布，當時拜登政府是為承接在過去3年間先後公布的兩輪先進晶片限制措施，目的在於阻止中國獲取能讓軍事技術進步的關鍵科技。

做為報復，北京對製造半導體等高科技設備必需的鍺、鎵等材料元素出口實施新限制。

專家表示，新一輪出口限制將減緩中國人工智慧晶片的發展，充其量只能暫緩中國獲取HBM的進度。中國目前在HBM的生產能力上落後於韓國的SK海力士、三星以及美國的美光科技（Micron），但中國也正積極發展自身HBM的能力。

HBM為何如此重要

HBM 晶片之所以如此強大，主要是因為相較傳統記憶體晶片，它擁有更大的儲存空間及更快的資料傳輸速度。

由於AI應用程式需要大量複雜的運算，HBM這些特性能確保應用程式流暢運行，不會出現延遲或毛病。

把資料傳輸速度更快（用晶片術語即更高頻寬）想像成一條高速公路。高速公路的車道越多，就越不容易出現壅塞，因此能容納的車輛也就越多。

精通晶片的研究機構TechInsights副總裁赫奇森（G Dan Hutcheson）說：「好比兩線道高速公路與百線道高速公路的差別，根本不會塞車。」

有哪些大型HBM製造商

目前全球HBM市場由3家公司主導。

根據在台北的市場研究機構集邦科技（TrendForce）研究報告，截至2022年，海力士占HBM總市占率的50%，其次是三星佔40%，美光佔10%。海力士與三星這兩家韓國公司在2023年和2024年於HBM 市場份額仍差不多，合計約達95%。

至於美光科技，他們的目標是2025年在HBM市占率提升至20%至25%之間。

HBM如何製造

想像一下，將多個標準記憶體晶片像漢堡一樣層層堆疊，HBM的結構基本上就像這樣。這聽起來容易，但要實際做到並非易事，這有很大程度體現於價格。HBM的單價是傳統記憶體晶片的數倍。

這是因為HBM的厚度大約相當於6根頭髮絲，意味堆疊在一起的每一層標準記憶體晶片也必須非常薄，這需依賴頂尖的製造專業技術，即所謂先進封裝。

此外，在將這些記憶體晶片堆疊在一起之前，需先在晶片上鑽孔，以便電子導線穿過，而這些孔的位置與大小必須極其精確。

（首圖來源：shutterstock）