Τι είναι η αποθήκευση υψηλού εύρους ζώνης και γιατί οι ΗΠΑ μπλοκάρουν την Κίνα;

Τι είναι η αποθήκευση υψηλού εύρους ζώνης και γιατί οι ΗΠΑ μπλοκάρουν την Κίνα;

Η κυβέρνηση των ΗΠΑ επέβαλε νέους ελέγχους στις εξαγωγές στην πώληση τσιπ μνήμης υψηλής τεχνολογίας που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης (AI) στην Κίνα. Αυτοί οι κανόνες επηρεάζουν τόσο τις τεχνολογίες μνήμης υψηλού εύρους ζώνης (HBM) που κατασκευάζονται στις ΗΠΑ όσο και τα τσιπ ξένης κατασκευής. Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για αυτούς τους ημιαγωγούς αιχμής, των οποίων η ζήτηση έχει εκτοξευθεί στα ύψη παράλληλα με την παγκόσμια διαφημιστική εκστρατεία γύρω από την τεχνητή νοημοσύνη.

Τι είναι η αποθήκευση υψηλού εύρους ζώνης (HBM);

Η μνήμη υψηλού εύρους ζώνης (HBM) αποτελείται βασικά από μια στοίβα τσιπ μνήμης, μικρά στοιχεία που αποθηκεύουν δεδομένα. Το HBM μπορεί να αποθηκεύσει σημαντικά περισσότερες πληροφορίες και να μεταφέρει δεδομένα πολύ πιο γρήγορα από την παλαιότερη τεχνολογία που ονομάζεται DRAM (Dynamic Random Access Memory).

Τα τσιπ HBM χρησιμοποιούνται ευρέως σε κάρτες γραφικών, συστήματα υπολογιστών υψηλής απόδοσης, κέντρα δεδομένων και αυτόνομα οχήματα. Το πιο σημαντικό, είναι απαραίτητες για όλο και πιο δημοφιλείς εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης, συμπεριλαμβανομένης της γενετικής τεχνητής νοημοσύνης. Αυτά τροφοδοτούνται από επεξεργαστές AI, όπως μονάδες επεξεργασίας γραφικών (GPU) που κατασκευάζονται από εταιρείες όπως η Nvidia και οι Advanced Micro Devices (AMD).

"Ο επεξεργαστής και η μνήμη είναι δύο βασικά στοιχεία για την τεχνητή νοημοσύνη. Χωρίς μνήμη, είναι σαν να έχεις έναν εγκέφαλο με λογική αλλά χωρίς μνήμη", δήλωσε ο G. Dan Hutcheson, αντιπρόεδρος του TechInsights, ενός ερευνητικού οργανισμού που ειδικεύεται στα τσιπ.

Πώς επηρεάζουν οι περιορισμοί την Κίνα;

Ο νεότερος Περιορισμοί εξαγωγών, που ανακοινώθηκε στις 2 Δεκεμβρίου, ακολουθούν δύο προηγούμενους γύρους νομοθετημάτων που σχετίζονται με προηγμένα τσιπ από την κυβέρνηση Μπάιντεν τα τελευταία τρία χρόνια. Στόχος είναι να αποκλειστεί η πρόσβαση της Κίνας σε κρίσιμη τεχνολογία που θα μπορούσε να της δώσει στρατιωτικό πλεονέκτημα.

Σε αντίποινα, το Πεκίνο επέβαλε νέους περιορισμούς στις εξαγωγές γερμανίου, γαλλίου και άλλων υλικών που είναι απαραίτητα για την κατασκευή ημιαγωγών και άλλων συσκευών υψηλής τεχνολογίας. Οι ειδικοί συμφωνούν ότι οι νέοι περιορισμοί στις εξαγωγές θα επιβραδύνουν την ανάπτυξη τσιπ τεχνητής νοημοσύνης στην Κίνα και, στην καλύτερη περίπτωση, θα σταματήσουν την πρόσβαση στο HBM. Ενώ η ικανότητα της Κίνας να παράγει HBM αυτή τη στιγμή υστερεί σε σχέση με τη νοτιοκορεατική SK Hynix και τη Samsung καθώς και την αμερικανική Micron, η χώρα αναπτύσσει τις δικές της δυνατότητες σε αυτόν τον τομέα.

«Οι περιορισμοί στις εξαγωγές των ΗΠΑ θα περιόριζαν την πρόσβαση της Κίνας σε υψηλής ποιότητας HBM βραχυπρόθεσμα», δήλωσε ο Jeffery Chiu, Διευθύνων Σύμβουλος της Ansforce, μιας εξειδικευμένης εταιρείας συμβούλων δικτύου που ειδικεύεται στην τεχνολογία. «Μακροπρόθεσμα, ωστόσο, η Κίνα θα συνεχίσει να μπορεί να παράγει HBM ανεξάρτητα, ακόμα κι αν λειτουργεί με λιγότερο προηγμένες τεχνολογίες». Στην Κίνα, η Yangtze Memory Technologies και η Changxin Memory Technologies είναι οι κορυφαίοι κατασκευαστές τσιπ μνήμης και φαίνεται να επεκτείνουν την παραγωγική ικανότητα της γραμμής HBM για να επιτύχουν τον στρατηγικό τους στόχο της τεχνολογικής αυτάρκειας.

Γιατί είναι τόσο σημαντικό το HBM;

Τα τσιπ HBM είναι τόσο ισχυρά σε σύγκριση με τα συμβατικά τσιπ μνήμης, κυρίως λόγω του μεγαλύτερου αποθηκευτικού τους χώρου και της σημαντικά ταχύτερης μεταφοράς δεδομένων. Δεδομένου ότι οι εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης απαιτούν πολλούς σύνθετους υπολογισμούς, αυτά τα χαρακτηριστικά διασφαλίζουν ότι αυτές οι εφαρμογές λειτουργούν ομαλά, χωρίς καθυστερήσεις ή δυσλειτουργίες.

Μεγαλύτερος χώρος αποθήκευσης σημαίνει ότι μπορούν να αποθηκευτούν, να μεταφερθούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία περισσότερα δεδομένα, βελτιώνοντας την απόδοση των εφαρμογών τεχνητής νοημοσύνης καθώς τα μοντέλα μεγάλων γλωσσών (LLM) μπορούν να λειτουργούν με περισσότερες παραμέτρους. Σκεφτείτε την υψηλότερη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων ή το υψηλότερο εύρος ζώνης στη γλώσσα τσιπ, όπως ένας αυτοκινητόδρομος: όσο περισσότερες λωρίδες έχει ένας αυτοκινητόδρομος, τόσο λιγότερες είναι οι πιθανότητες συμφόρησης και τόσο περισσότερα οχήματα μπορεί να φιλοξενήσει.

"Είναι σαν τη διαφορά μεταξύ ενός αυτοκινητόδρομου με δύο λωρίδες και ενός αυτοκινητόδρομου εκατό λωρίδων. Απλώς δεν έχετε συμφόρηση", είπε ο Χάτσσον.

Ποιοι είναι οι κορυφαίοι κατασκευαστές;

Επί του παρόντος, μόνο τρεις εταιρείες κυριαρχούν στην παγκόσμια αγορά HBM. Το 2022, η Hynix αντιπροσώπευε το 50% του συνολικού μεριδίου αγοράς για την HBM, ακολουθούμενη από τη Samsung με 40% και τη Micron με 10%, σύμφωνα με ένα Ερευνητικό σημείωμα, που κυκλοφόρησε από το πρακτορείο έρευνας αγοράς TrendForce που εδρεύει στην Ταϊπέι. Και οι δύο νοτιοκορεατικές εταιρείες αναμένεται να κατέχουν παρόμοια μερίδια στην αγορά HBM το 2023 και το 2024, κάτι που θα τους έδινε συνολικά περίπου 95%.

Η Micron στοχεύει να αυξήσει το μερίδιο αγοράς της HBM μεταξύ 20% και 25% έως το 2025, αναφέρει το επίσημο πρακτορείο ειδήσεων της Ταϊβάν, επικαλούμενο τον Praveen Vaidyanatha, στέλεχος της Micron. Η υψηλή αξία της HBM οδήγησε όλους τους κατασκευαστές να επικεντρώσουν ένα σημαντικό μέρος της παραγωγικής τους ικανότητας στο πιο προηγμένο τσιπ μνήμης. Σύμφωνα με την Avril Wu, ανώτερη αντιπρόεδρο έρευνας της TrendForce, η HBM αναμένεται να αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 20% της συνολικής αγοράς τσιπ μνήμης εμπορευμάτων σε αξία από το 2024 και μπορεί να ανέλθει πάνω από 30% το επόμενο έτος.

Πώς παράγεται το HBM;

Φανταστείτε πολλά τυπικά τσιπ μνήμης στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο σε στρώματα, παρόμοια με ένα χάμπουργκερ. Αυτή είναι βασικά η δομή του HBM. Με την πρώτη ματιά, αυτό ακούγεται αρκετά απλό, αλλά κάθε άλλο παρά εύκολο είναι στην εφαρμογή του, κάτι που αντικατοπτρίζεται και στην τιμή. Η τιμή πώλησης ανά μονάδα HBM είναι αρκετές φορές υψηλότερη από αυτή των συμβατικών τσιπ μνήμης.

Αυτό συμβαίνει επειδή το ύψος ενός τσιπ HBM είναι περίπου το ίδιο με έξι ανθρώπινες τρίχες. Αυτό σημαίνει ότι κάθε στρώμα τυπικών τσιπ μνήμης που στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο πρέπει να είναι εξαιρετικά λεπτό, απαιτώντας υψηλό επίπεδο τεχνογνωσίας στην κατασκευή, γνωστό ως προηγμένη συσκευασία.

«Κάθε ένα από αυτά τα τσιπ μνήμης πρέπει να αλεσθεί σε πάχος μισής τρίχας πριν τα στοιβάξουν το ένα πάνω στο άλλο, κάτι που είναι πολύ δύσκολο», είπε ο Chiu. Επιπλέον, ανοίγονται τρύπες σε αυτά τα τσιπ μνήμης προτού τοποθετηθούν το ένα πάνω στο άλλο, έτσι ώστε να μπορούν να περάσουν τα ηλεκτρικά καλώδια. Η θέση και το μέγεθος αυτών των οπών πρέπει να είναι εξαιρετικά ακριβείς.

"Έχετε πολύ περισσότερα σημεία αποτυχίας όταν προσπαθείτε να φτιάξετε αυτές τις συσκευές. Είναι σχεδόν σαν να χτίζετε ένα σπίτι από τραπουλόχαρτα", σημείωσε ο Hutcheson.